一种智能化电力网关通信装置及其工作方法与流程

1.本发明属于网关通信技术领域，具体涉及一种智能化电力网关通信装置及其工作方法。


背景技术：

2.站房智能辅助与人工智能可视化的网关是智慧物联体系“云管边端”架构的边缘设备，具备信息采集、物联代理及边缘计算功能，支撑营、配电及新兴业务。采用硬件平台化、功能软件化、结构模块化、软硬件解耦、通信协议自适配设计，满足高性能并发、大容量存储、多采集对象需求。实现配电站房数据信息的采集、存储、加密、上报以及设备的协议适配、工况自检分析等。
3.站端监测数据使用4g公网通道，通过站房智能辅助与人工智能可视化网关，apn专网，经主站防火墙、入侵检测系统接入到物联管理（lot）平台和可视化平台，通过物联管理平台分发至配电站房智能辅助监控系统应用平台。
4.同时机房中会设置布满网关模块，网关模块通过自恢复保险丝接入电源端，来保证网关模块使用安全性，并且自恢复保险丝是一种过流电子保护元件，采用高分子有机聚合物在高压、高温，硫化反应的条件下，掺加导电粒子材料后，经过特殊的工艺加工而成。传统保险丝过流保护，仅能保护一次，烧断了需更换，而自恢复保险丝具有过流过热保护，自动恢复双重功能。但是正常工作时的温度较低，产生的热和散发的热达到平衡。自恢复保险丝处于低阻状态，不工作，当流过保险丝的电流增加或环境温度升高，但如果达到产生的热和散发的热的平衡时，自恢复保险丝仍不工作。当电流或环境温度再提高时，自恢复保险丝会达到较高的温度，若此时电流或环境温度继续再增加，产生的热量会大于散发出去的热量，使得自恢复保险丝温度骤增，在此阶段，很小的温度变化会造成阻值的大幅提高，这时自恢复保险丝处于高阻保护状态，阻抗的增加限制了电流，电流在很短时间内急剧下降，从而保护电路设备免受损坏，只要施加的电压所产生的热量足够自恢复保险丝散发出的热量，处于变化状态下元件便可以一直处于动作状态（高阻）。也就是说，环境温度会影响自恢复保险丝的工作状态，机箱内温度过高，自恢复保险丝直接将电源端与网关模块断开，机箱内温度过高，自恢复保险丝不工作，网关模块的安全性无法得到保证。
5.因此，亟需开发一种新的智能化电力网关通信装置及其工作方法，以解决上述问题。


技术实现要素：

6.本发明的目的是提供一种智能化电力网关通信装置及其工作方法。
7.为了解决上述技术问题，本发明提供了一种智能化电力网关通信装置，其包括：机箱、网关模块、融合终端、动环监控主机、采集终端、执行终端、监控终端和网关温度调节机构；其中所述网关模块、网关温度调节机构位于机箱内，且所述网关温度调节机构活动设置在网关模块与机箱内侧壁之间；所述机箱上开设有若干接口孔，以用于安装网口接口；所述
网关模块通过相应网口接口连接融合终端、动环监控主机、采集终端、执行终端、监控终端；所述网关模块包括：网关板和自恢复保险丝；所述网关板安装在机箱内，所述自恢复保险丝贴装在网关板上，且所述网关板通过自恢复保险丝接入电源端；所述网关温度调节机构包括：温度控制管和十字螺母；所述温度控制管位于机箱内且与机箱内侧壁相铰接，所述十字螺母活动安装在机箱的外侧，且所述十字螺母的底部连接温度控制管的端部；所述温度控制管上开设有半圆形缺口，所述半圆形缺口的位置位于自恢复保险丝的上方；当所述机箱内温度超出上设定值时，所述十字螺母带动温度控制管转动直至温度控制管的外侧壁贴着自恢复保险丝，所述自恢复保险丝上热量通过温度控制管传导至半圆形缺口内空气中形成热空气，且形成的热空气与所述温度控制管内其余部分处冷空气产生烟囱效应，以使热量经所述温度控制管、机箱散出，以对所述自恢复保险丝进行散热；当所述机箱内温度低于下设定值时，所述十字螺母带动温度控制管转动直至温度控制管的外侧壁脱离自恢复保险丝且半圆形缺口朝向自恢复保险丝，所述自恢复保险丝上热量从半圆形缺口散发至温度控制管内形成保温空气，所述温度控制管上半圆形缺口处管壁阻碍保温空气流出，以对所述自恢复保险丝进行保温。
8.进一步，所述网关模块通过mqtt通信协议向融合终端发送采集数据，以将采集数据上传至iot平台，或接收所述融合终端发出的控制指令。
9.进一步，所述网关模块通过动环监控主机接收采集终端、执行终端发出的数据。
10.进一步，所述网关模块采用lora无线通信方式或有线rs485方式连接采集终端、执行终端。
11.进一步，所述网关模块通过网络视频录像机连接监控终端，以获取视频数据。
12.进一步，所述网关模块通过sip-b通信模块连接可视化平台，以进行视频数据交互。
13.进一步，所述采集终端包括：环境监测设备、安防监测设备及状态监测设备。
14.进一步，所述温度控制管与机箱内侧壁之间设置有散热块，所述散热块贴着温度控制管、机箱内侧壁，且所述散热块贴着网关板上相应元器件；所述温度控制管及网关板上相应元器件通过散热块将热量传导至机箱上。
15.另一方面，本发明提供一种采用如上述的智能化电力网关通信装置的工作方法，其包括：网关模块通过相应网口接口连接融合终端、动环监控主机、采集终端、执行终端、监控终端；将网关板安装在机箱内，自恢复保险丝贴装在网关板上，且网关板通过自恢复保险丝接入电源端；温度控制管位于机箱内且与机箱内侧壁相铰接，十字螺母活动安装在机箱的外侧，且十字螺母的底部连接温度控制管的端部，温度控制管上开设有半圆形缺口，半圆形缺口的位置位于自恢复保险丝的上方；当机箱内温度超出上设定值时，十字螺母带动温度控制管转动直至温度控制管的外侧壁贴着自恢复保险丝，自恢复保险丝上热量通过温度控制管传导至半圆形缺口内空气中形成热空气，且形成的热空气与温度控制管内其余部分处冷空气产生烟囱效应，以使热量经温度控制管、机箱散出，以对自恢复保险丝进行散热；当机箱内温度低于下设定值时，十字螺母带动温度控制管转动直至温度控制管的外侧壁脱离自恢复保险丝且半圆形缺口朝向自恢复保险丝，自恢复保险丝上热量从半圆形缺口散发至温度控制管内形成保温空气，温度控制管上半圆形缺口处管壁阻碍保温空气流出，以对自恢复保险丝进行保温。
16.本发明的有益效果是，本发明通过设置网关模块能够实现实时数据的采集上送，接收动环监控主机上送的站房环境数据信息，同时采集终端、执行终端、监控终端采集并接收站内设备状态、安防信息、视频监控的监测数据，并上送iot平台、可视化平台，网关温度调节机构能够对网关模块的自恢复保险丝进行散热或保温，使其不受环境温度影响正常工作，避免网关模块出现故障时无法及时切断电源端与网关模块，提高网关模块的使用安全性，同时防止对网关模块的误判而影响网关模块正常工作，进而实现网关模块安全、有效运行。
17.本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。
18.为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
19.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
20.图1是本发明的智能化电力网关通信装置的原理框图；图2是本发明的智能化电力网关通信装置的结构图；图3是本发明的智能化电力网关通信装置的背部结构图；图4是本发明的智能化电力网关通信装置的爆炸视图；图5是本发明的智能化电力网关通信装置的内部结构图；图6是本发明的网关温度调节机构的结构图；图7是本发明的网关模块的结构图；图8是本发明的网关温度调节机构转动直至温度控制管的外侧壁贴着自恢复保险丝的结构图；图9是本发明的网关温度调节机构转动直至温度控制管的外侧壁脱离自恢复保险丝且半圆形缺口朝向自恢复保险丝的结构图。
21.图中：1、机箱；11、接口孔；12、散热孔；2、网关模块；21、网关板；22、自恢复保险丝；3、网关温度调节机构；31、温度控制管；311、半圆形缺口；32、十字螺母；33、散热块；4、网口接口；5、移动架。
具体实施方式
22.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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做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。
23.实施例1在本实施例中，如图1至图9所示，本实施例提供了一种智能化电力网关通信装置，其包括：机箱1、网关模块2、融合终端、动环监控主机、采集终端、执行终端、监控终端和网关温度调节机构3；其中所述网关模块2、网关温度调节机构3位于机箱1内，且所述网关温度调节机构3活动设置在网关模块2与机箱1内侧壁之间；所述机箱1上开设有若干接口孔11，以用于安装网口接口4；所述网关模块2通过相应网口接口4连接融合终端、动环监控主机、采集终端、执行终端、监控终端；所述网关模块2包括：网关板21和自恢复保险丝22；所述网关板21安装在机箱1内，所述自恢复保险丝22贴装在网关板21上，且所述网关板21通过自恢复保险丝22接入电源端；所述网关温度调节机构3包括：温度控制管31和十字螺母32；所述温度控制管31位于机箱1内且与机箱1内侧壁相铰接，所述十字螺母32活动安装在机箱1的外侧，且所述十字螺母32的底部连接温度控制管31的端部；所述温度控制管31上开设有半圆形缺口311，所述半圆形缺口311的位置位于自恢复保险丝22的上方；当所述机箱1内温度超出上设定值时，所述十字螺母32带动温度控制管31转动直至温度控制管31的外侧壁贴着自恢复保险丝22，所述自恢复保险丝22上热量通过温度控制管31传导至半圆形缺口311内空气中形成热空气，且形成的热空气与所述温度控制管31内其余部分处冷空气产生烟囱效应，以使热量经所述温度控制管31、机箱1散出，以对所述自恢复保险丝22进行散热；当所述机箱1内温度低于下设定值时，所述十字螺母32带动温度控制管31转动直至温度控制管31的外侧壁脱离自恢复保险丝22直至半圆形缺口311朝向自恢复保险丝22，所述自恢复保险丝22上热量从半圆形缺口311散发至温度控制管31内形成保温空气，所述温度控制管31上半圆形缺口311处管壁阻碍保温空气流出，以对所述自恢复保险丝22进行保温。
24.在本实施例中，通过网关模块2进行中转，实现视频调阅、环境数据信息采集、存储、加密、上报、设备协议适配、设备运行工况监测、巡检计划拟定、监测参数配置等功能。
25.在本实施例中，本实施例通过设置网关模块2能够实现实时数据的采集上送，接收动环监控主机上送的站房环境数据信息，同时采集终端、执行终端、监控终端采集并接收站内设备状态、安防信息、视频监控的监测数据，并上送iot平台、可视化平台，网关温度调节机构3能够对网关模块2的自恢复保险丝22进行散热或保温，使其不受环境温度影响正常工作，避免网关模块2出现故障时无法及时切断电源端与网关模块2，提高网关模块2的使用安全性，同时防止对网关模块2的误判而影响网关模块2正常工作，进而实现网关模块2安全、有效运行。
26.在本实施例中，所述网关模块2通过mqtt通信协议向融合终端发送采集数据，以将采集数据上传至iot平台，或接收所述融合终端发出的控制指令。
27.在本实施例中，网关模块2通过mqtt通信协议实现采集数据对上转发和接收对下遥控功能指令。
28.在本实施例中，所述网关模块2通过动环监控主机接收采集终端、执行终端发出的数据。
29.在本实施例中，所述网关模块2采用lora无线通信方式或有线rs485方式连接采集终端、执行终端。
30.在本实施例中，lora无线通信方式采用470mhz通信和2.4ghz通信。
31.在本实施例中，所述网关模块2通过网络视频录像机连接监控终端，以获取视频数据。
32.在本实施例中，所述网关模块2通过sip-b通信模块连接可视化平台，以进行视频数据交互。
33.在本实施例中，网关模块2通过sip-b接口协议与可视化平台通信，实现视频相关信令的交互。
34.在本实施例中，所述采集终端包括：环境监测设备、安防监测设备及状态监测设备。
35.在本实施例中，温度控制管31还起到限位的作用，能够固定网关板21和自恢复保险丝22。
36.在本实施例中，机箱1上开设有若干散热孔12，有助于机箱1散热。
37.在本实施例中，机箱1通过移动架5活动安装在固定架上，每个机箱1中均设置相应网关模块2，因此，机房内环境温度会很高，需要通过设置网关温度调节机构3对自恢复保险丝22进行散热，在本实施例中，自恢复保险丝22工作原理：当有异常过电流通过自恢复保险丝22时，产生的热量使高分子有机聚合物膨胀，包裹在高分子有机聚合物的导电粒子会分开，从而切断ptc热敏电阻的导电通道，使ptc热敏电阻的电阻值上升，减小异常过电流；当异常过电流故障清除后，热敏电阻的高分子有机聚合物收缩至原先的形状重新将导电粒子联结起来，导电通道恢复，热敏电阻又恢复到原来的低阻状态。
38.在本实施例中，由于自恢复保险丝22受环境温度影响，需要让其保持在一定温度阈值内才能够正常工作，当机房内温度过高时，机箱1本身散热设备不足以克服其产生热量时，自恢复保险丝22会受到影响，十字螺母32带动温度控制管31转动直至温度控制管31贴着自恢复保险丝22，半圆形缺口311处空气的温度高于温度控制管31中其他位置处空气的温度，从而产生烟囱效应，实现热传导，将自恢复保险丝22上热量传导至机箱1的外壳上，实现散热功能，而当机房内温度过低时，自恢复保险丝22上热量会被冷空气带走，此时十字螺母32带动温度控制管31转动至第二位置，温度控制管31通过半圆形缺口311将自恢复保险丝22罩住，自恢复保险丝22产生的热量储存在温度控制管31中，从而能够对自恢复保险丝22保温，满足自恢复保险丝22正常工作需求。
39.在本实施例中，所述温度控制管31与机箱1内侧壁之间设置有散热块33，所述散热块33贴着温度控制管31、机箱1内侧壁，且所述散热块33贴着网关板21上相应元器件；所述温度控制管31及网关板21上相应元器件通过散热块33将热量传导至机箱1上。
40.在本实施例中，散热块33能够提高温度控制管31、各元器件的散热效果，散热块33也起到限位温度控制管31的作用，保证温度控制管31稳定转动。
41.实施例2在实施例1的基础上，本实施例提供一种采用如实施例1所提供的智能化电力网关通信装置的工作方法，其包括：网关模块2通过相应网口接口4连接融合终端、动环监控主机、采集终端、执行终端、监控终端；将网关板21安装在机箱1内，自恢复保险丝22贴装在网关板21上，且网关板21通过自恢复保险丝22接入电源端；网关温度调节机构3包括：温度控
制管31和十字螺母32；温度控制管31位于机箱1内且与机箱1内侧壁相铰接，十字螺母32活动安装在机箱1的外侧，且十字螺母32的底部连接温度控制管31的端部；温度控制管31上开设有半圆形缺口311，半圆形缺口311的位置位于自恢复保险丝22的上方；当机箱1内温度超出上设定值时，十字螺母32带动温度控制管31转动直至温度控制管31的外侧壁贴着自恢复保险丝22，自恢复保险丝22上热量通过温度控制管31传导至半圆形缺口311内空气中形成热空气，且形成的热空气与温度控制管31内其余部分处冷空气产生烟囱效应，以使热量经温度控制管31、机箱1散出，以对自恢复保险丝22进行散热；当机箱1内温度低于下设定值时，十字螺母32带动温度控制管31转动直至温度控制管31的外侧壁脱离自恢复保险丝22直至半圆形缺口311朝向自恢复保险丝22，自恢复保险丝22上热量从半圆形缺口311散发至温度控制管31内形成保温空气，温度控制管31上半圆形缺口311处管壁阻碍保温空气流出，以对自恢复保险丝22进行保温。
42.综上所述，本发明通过设置网关模块能够实现实时数据的采集上送，接收动环监控主机上送的站房环境数据信息，同时采集终端、执行终端、监控终端采集并接收站内设备状态、安防信息、视频监控的监测数据，并上送iot平台、可视化平台，网关温度调节机构能够对网关模块的自恢复保险丝进行散热或保温，使其不受环境温度影响正常工作，避免网关模块出现故障时无法及时切断电源端与网关模块，提高网关模块的使用安全性，同时防止对网关模块的误判而影响网关模块正常工作，进而实现网关模块安全、有效运行。
43.本技术中选用的各个器件（未说明具体结构的部件）均为通用标准件或本领域技术人员知晓的部件，其结构和原理都为本技术人员均可通过技术手册得知或通过常规实验方法获知。
44.在本发明实施例的描述中，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。
45.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
46.在本技术所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
47.所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目
的。
48.另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
49.以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。