一种具备高精准度的热电物联网系统的制作方法

1.本发明涉及热电转换技术领域，尤其涉及一种具备高精准度的热电物联网系统。


背景技术：

2.热电转化技术是一种直接将热能转化为电能的有效方法，具有系统设备使用寿命长、无噪音、绿色环保等优点，多应用于航天、航空及民用工业等领域的余热回收，热电效应包括塞贝克(seebeck)效应、珀尔帖(peltier)效应、汤姆逊(thompson)效应，所谓的热电效应，是当受热物体中的电子(空穴)，由高温区往低温区移动时，产生电流或电荷堆积的一种现象，热电转换效应的发现，引起了科学界极大的兴趣，因为从宏观上讲，热电转换效应意味着热能与电能之间的直接转换，目前最成熟的方法就是火力发电厂流程，即先把热能转换成蒸汽内能，再经过汽轮机转换成旋转机械能带动发电机发电，其中加热蒸汽是在锅炉各级加热器里完成的，发电过程是在发动机内部，通过转子磁场切定子割磁力线实现发电过程。
3.物联网(internetofthings，简称iot)是指通过各种信息传感器、射频识别技术、全球定位系统、红外感应器、激光扫描器等各种装置与技术，实时采集任何需要监控、连接、互动的物体或过程，采集其声、光、热、电、力学、化学、生物、位置等各种需要的信息，通过各类可能的网络接入，实现物与物、物与人的泛在连接，实现对物品和过程的智能化感知、识别和管理，物联网是一个基于互联网、传统电信网等的信息承载体，它让所有能够被独立寻址的普通物理对象形成互联互通的网络。
4.目前，为了更高效的进行热电转换，需要在热电转换过程中对各参数进行实时监测，而现有的热电参数监测系统大都功能单一，监测过程中数据采集手段较为匮乏，也没有对监测数据进行进一步处理，导致对热电转换参数的监测结果还不够精确，不能为研究人员提供准确的数据参考，从而给热电转换效率的提高研究带来困难，而现有技术中将物联网应用于热电转换监测的技术还不多，进一步提高了热电参数监测的难度，因此，本发明提出一种具备高精准度的热电物联网系统以解决现有技术中存在的问题。


技术实现要素：

5.针对上述问题，本发明的目的在于提出一种具备高精准度的热电物联网系统，解决现有的热电参数监测系统大都功能单一，对热电转换参数的监测结果不够精确的问题。
6.为了实现本发明的目的，本发明通过以下技术方案实现：一种具备高精准度的热电物联网系统，包括监测数据生成终端、物联网通信平台和监测数据处理终端，所述监测数据生成终端通过物联网通信平台与检测数据处理终端进行数据交互，所述监测数据生成终端包括用于采集热电转换系统热能数据的热能监测模块、用于采集热电转换系统电能数据的电能监测模块、用于采集热电转换系统各设备参数的设备监测模块和对采集数据进行整理的数据整理模块；
7.所述物联网通信平台包括用于对于整理的监测数据进行采集并传输的物联网感
知模块、用于为监测数据生成终端以及监测数据处理终端提供数据网络连接的物联网网关模块和用于对整理的监测数据进行云端备份的云端存储模块；
8.所述监测数据处理终端包括用于对于监测数据进行预处理的数据预处理模块、用于对预处理数据进行对比分析的数据分析模块、用于实时显示监测数据的数据显示模块、用于在监测数据出现异常时报警的数据预警模块和用于为系统供电的系统供电模块。
9.进一步改进在于：所述热能监测模块包括热能分析单元和供热监控单元，所述热能分析单元用于分析热电转换系统的热能质量，所述供热监控单元用于监控热电转换系统供热温度。
10.进一步改进在于：所述电能监测模块包括电能质量分析单元和电力监控单元，所述电能质量分析单元用于分析热电转换系统的电能质量，所述电力监控单元用于监控热电转换系统的电力值。
11.进一步改进在于：所述设备监测模块包括用于检测热电转换系统中蒸汽锅炉参数的蒸汽锅炉监测单元、用于检测热电转换系统中汽轮机参数的汽轮机监测单元和用于检测热电转换系统中发电机参数的发电机监测单元。
12.进一步改进在于：所述数据整理模块包括数据分类单元和数据整合单元，所述数据分类单元利用数据挖掘分类算法对采集的监测数据进行分类，所述数据整合单元利用大数据的整合分析方法将分类的数据整合为一个完整的监测数据包。
13.进一步改进在于：所述物联网感知模块包括利用rfid射频技术对监测数据进行采集的信息采集单元和利用远近距离数据传输技术、自组织组网技术和协同信息处理技术对采集的数据进行传输的信息传输单元，所述物联网网关模块以移动通信网络为基础为监测数据生成终端和监测数据处理终端提供网络连接，所述云端存储模块通过云计算技术将监测数据备份至云端虚拟服务器。
14.进一步改进在于：所述数据预处理模块包括数据清理单元和数据转换单元，所述数据清理单元采用数据清理算法去除监测数据中重复、错误及冗余的数据，所述数据转换单元通过平滑聚集、数据概化和规划化的方式将数据转换成适用于数据分析的形式。
15.进一步改进在于：所述数据分析模块根据各数据预设阀值对监测数据进行对比分析，将对比分析结果反馈至数据显示模块，并在对比分析结果异常时发送信号至数据预警模块，所述数据预警模块在接收到数据分析模块发送的信号后发出警报，所述数据显示模块包括led显示屏和触控面板。
16.本发明的有益效果为：本发明通过热能监测模块用于采集热电转换系统热能数据，电能监测模块用于采集热电转换系统电能数据，设备监测模块用于采集热电转换系统各设备参数，从而该系统对数据的监测手段较为丰富多样，进而使采集到的数据更为全面，给后续的数据分析带来便捷，且通过数据整理模块对数据进行分类和整理，并通过物联网网关提供数据传输功能，从而使数据传输更为高效，另外通过对数据预处理模块对数据进行监测和转换处理，从而使数据更为精准，进而保证了监测结果的京地精确度，可以为研究人员提供准确的数据参考。
附图说明
17.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现
有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
18.图1是本发明实施例一的系统结构示意图。
具体实施方式
19.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
20.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
21.实施例一
22.参见图1，本实施例提供了一种具备高精准度的热电物联网系统，包括监测数据生成终端和监测数据处理终端，监测数据生成终端通过物联网通信平台与检测数据处理终端进行数据交互，监测数据生成终端包括热能监测模块、电能监测模块、设备监测模块和数据整理模块，热能监测模块用于采集热电转换系统热能数据，电能监测模块用于采集热电转换系统电能数据，设备监测模块用于采集热电转换系统各设备参数，数据整理模块对采集数据进行整理，物联网通信平台包括物联网感知模块、物联网网关模块和云端存储模块，物联网感知模块用于对于整理的监测数据进行采集并传输，物联网网关模块用于为监测数据生成终端以及监测数据处理终端提供数据网络连接，云端存储模块用于对整理的监测数据进行云端备份，监测数据处理终端包括数据预处理模块、数据分析模块、数据显示模块、数据预警模块和系统供电模块，数据预处理模块用于对于监测数据进行预处理，数据分析模块用于对预处理数据进行对比分析，数据显示模块用于实时显示监测数据，数据预警模块用于在监测数据出现异常时报警，系统供电模块用于为系统供电，系统供电模块由蓄电池、新能源发电组件和变压器组成，其中新能源发电组件为太阳能发电组件。
23.热能监测模块包括用于分析热电转换系统的热能质量的热能分析单元和用于监控热电转换系统供热温度的供热监控单元，热能分析单元为热性能分析仪，供热监控单元为热成像测温仪。
24.电能监测模块包括用于分析热电转换系统的电能质量的电能质量分析单元和用于监控热电转换系统的电力值的电力监控单元，电能质量分析单元为电能质量分析仪并配备有lcd显示屏，电力监控单元为电力监控仪表并配备有lcd显示屏。
25.设备监测模块包括蒸汽锅炉监测单元、的汽轮机监测单元和发电机监测单元，蒸汽锅炉监测单元用于检测热电转换系统中蒸汽锅炉参数，汽轮机监测单元用于检测热电转换系统中汽轮机参数，发电机监测单元用于检测热电转换系统中发电机参数。
26.数据整理模块包括利用数据挖掘分类算法对采集的监测数据进行分类的数据分
类单元和利用大数据的整合分析方法将分类的数据整合为一个完整的监测数据包的数据整合单元，通过对数据进行分类和整合，从而使数据便于传输。
27.物联网感知模块包括信息采集单元和信息传输单元，信息采集单元利用rfid射频技术对监测数据进行采集，信息传输单元利用远近距离数据传输技术、自组织组网技术和协同信息处理技术对采集的数据进行传输，物联网网关模块以移动通信网络为基础为监测数据生成终端和监测数据处理终端提供网络连接，云端存储模块通过云计算技术将监测数据备份至云端虚拟服务器。
28.数据预处理模块包括采用数据清理算法去除监测数据中重复、错误及冗余的数据的数据清理单元和通过平滑聚集、数据概化和规划化的方式将数据转换成适用于数据分析的形式的数据转换单元，通过对数据预处理使监测数据更为准确。
29.数据分析模块根据各数据预设阀值对监测数据进行对比分析，将对比分析结果反馈至数据显示模块，并在对比分析结果异常时发送信号至数据预警模块，数据预警模块在接收到数据分析模块发送的信号后发出警报，数据显示模块包括led显示屏和触控面板。
30.实施例二
31.本实施例提供了一种具备高精准度的热电物联网系统，还包括智能移动终端，智能移动终端选自智能手机或平板电脑并由用户随身携带，智能移动终端上安装有与监测数据处理终端数据同步的app，用户可通过智能移动终端上的app远程了解到热电转换系统运行过程中的各设备和能量参数，从而实现了远程监测。
32.当需要热电转换过程中对各参数进行实时监测，先通过监测数据生成终端中的各监测模块对热电转换系统运行过程中的各数据进行采集，并通过数据整理模块将各检测测数据分类整合为一个数据包，以便于传输，然后通过物联网通信平台将采集的监测数据传输至监测数据处理终端，最后通过监测数据处理终端对监测数据进行对比分析处理，并通过数据显示模块实时显示各监测数据，实现对热电转换系统的热电转换过程中精准监测。
33.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。