一种基于MQTT物联网协议的进线柜监测系统及方法与流程

本发明涉及交流中压配电，具体涉及一种基于mqtt物联网协议的进线柜监测系统及方法。

背景技术：

1、在10kv中压配电系统中，中压进线柜作为工厂电力系统接入最末端保障，以及接入电网第一道控制与保护，其可靠性和响应速度会影响到前级片区开闭所，作用十分关键，因此对中压进线柜的可靠性与响应速度要求高。

2、目前传统10kv中压配电系统中，中压进线柜设备监测与遥控普遍采用通信管理机方式，采用通信管理机方式存在数据采集传输速度慢的问题，特别对于接入设备多、数据离散的场合，通讯管理机同一个通讯端口上需要配置很多段地址以及数据读写表，而通讯管理机作为客户端访问每个端口上的设备具有独占性，每次只能与一台设备进行数据交互，当多个设备接入同一个通讯端口时，对设备读写数据只能按照轮询的方式来完成，对设备访问速度取决于端口接入设备数量以及数据点表多少来决定，如果设备断电或故障掉线时，对该设备的数据访问势必会出现超时无响应，这样会更加降低设备访问速度，造成电力综合监控系统不能有效及时监控设备数据状态以及控制，给配电系统带来很大安全隐患。另外，对于分布式设备多的系统，其硬件布线会错综复杂，不利于生产和排查问题。

技术实现思路

1、有鉴于此，有必要提供一种基于mqtt物联网协议的进线柜监测系统，用以解决现有技术中存在的传输速度慢、布线复杂的技术问题。

2、为了解决上述问题，一方面，本发明提供了一种基于mqtt物联网协议的进线柜监测系统，包括：环境监测传感设备、物联网网关、控制设备和断路设备；

3、所述环境监测传感设备用于对进线柜环境数据进行监测，得到采用modbus协议封装的modbus待处理数据；

4、所述物联网网关与所述环境监测传感设备通信连接，用于接收所述modbus待处理数据，并对所述modbus待处理数据依次进行解析和采用mqtt协议封装，得到mqtt待处理数据；

5、所述控制设备与所述物联网网关通信连接，用于接收所述mqtt待处理数据，并基于所述mqtt待处理数据，向所述断路设备输出mqtt控制数据；

6、所述断路设备与所述控制设备通信连接，用于接收所述mqtt控制数据，并基于所述mqtt控制数据做出短路响应。

7、在一些可能的实现方式中，所述物联网网关、所述控制设备和所述断路设备通过交换机进行数据转发。

8、在一些可能的实现方式中，所述控制设备包括综合监控系统和设置于进线柜上的人机界面控制系统。

9、在一些可能的实现方式中，所述进线柜监测系统还包括交流继电保护模块；

10、所述交流继电保护模块用于监测工业现场电流信息，在进线柜电流数据异常时，得到采用modbus协议封装的modbus电流控制数据；

11、所述物联网网关与所述交流继电保护模块通信连接，用于接收所述modbus电流控制数据，并对所述modbus电流控制数据依次进行解析和采用mqtt协议封装，得到mqtt电流控制数据；

12、所述断路设备用于接收所述mqtt电流控制数据，并基于所述mqtt电流控制数据做出短路响应。

13、在一些可能的实现方式中，所述交流继电保护模块采用modbus-tcp通讯协议封装数据。

14、在一些可能的实现方式中，所述环境监测传感设备包括环境温湿度监测模块、母排湿度监测模块、变压器温度监测模块、电气火灾监测模块、水浸监测模块和弧光保护模块。

15、在一些可能的实现方式中，所述环境温湿度监测模块、母排湿度监测模块、变压器温度监测模块、电气火灾监测模块、水浸监测模块采用modbus-rtu通讯协议封装数据，所述弧光保护模块采用modbus-tcp通讯协议封装数据。

16、另一方面，本发明还提供了一种基于mqtt物联网协议的进线柜监测方法，应用于上述基于mqtt物联网协议的进线柜监测系统，包括：

17、获取采用modbus协议封装的modbus待处理数据，所述modbus待处理数据包括进线柜环境数据；

18、对所述modbus待处理数据依次进行解析和采用mqtt协议封装，得到mqtt待处理数据；

19、基于所述mqtt待处理数据，确定mqtt控制数据；

20、对所述mqtt控制数据做出短路响应。

21、采用上述实施例的有益效果是：本发明提供的基于mqtt物联网协议的进线柜监测系统，包括环境监测传感设备、物联网网关、控制设备和断路设备，通过物联网网关，将环境监测传感设备的modbus待处理数据转换为mqtt待处理数据，以传输给控制设备进行环境监测和处理，当mqtt待处理数据异常时，控制设备向断路设备输出mqtt控制数据，断路设备对应做出短路响应；控制设备通过mqtt物联网协议发布与订阅不同主题，进行多对多通讯，以对进线柜环境数据进行及时读取，以及对断路设备进行及时有效的控制，实现了数据高速率传输与极低时延控制，而且断路设备直接通过网络方式与控制系统通讯和物联网网关进行通讯，可进行远程布线，减少了进线柜现场硬件布线。

技术特征：

1.一种基于mqtt物联网协议的进线柜监测系统，其特征在于，包括：环境监测传感设备、物联网网关、控制设备和断路设备，所述环境监测传感设备和所述控制设备分别与所述物联网网关通信连接，所述断路设备与所述控制设备通信连接；

2.根据权利要求1所述的基于mqtt物联网协议的进线柜监测系统，其特征在于，所述物联网网关包括数据解析模块和协议封装模块；所述modbus待处理数据包括标引符和待标引数据；

3.根据权利要求2所述的基于mqtt物联网协议的进线柜监测系统，其特征在于，所述数据解析模块包括标引解析函数创建模块与映射关系配置模块；

4.根据权利要求1所述的基于mqtt物联网协议的进线柜监测系统，其特征在于，还包括交换机，所述物联网网关、所述控制设备和所述断路设备均与所述交换机通信连接，物联网网关、所述控制设备和所述断路设备通过交换机进行数据转发。

5.根据权利要求1所述的基于mqtt物联网协议的进线柜监测系统，其特征在于，所述控制设备包括综合监控系统和设置于进线柜上的人机界面控制系统。

6.根据权利要求1所述的基于mqtt物联网协议的进线柜监测系统，其特征在于，还包括交流继电保护模块，所述交流继电保护模块与所述物联网网关通信连接；

7.根据权利要求6所述的基于mqtt物联网协议的进线柜监测系统，其特征在于，所述交流继电保护模块采用modbus-tcp通讯协议封装数据。

8.根据权利要求1所述的基于mqtt物联网协议的进线柜监测系统，其特征在于，所述环境监测传感设备包括环境温湿度监测模块、母排湿度监测模块、变压器温度监测模块、电气火灾监测模块、水浸监测模块和弧光保护模块。

9.根据权利要求8所述的基于mqtt物联网协议的进线柜监测系统，其特征在于，所述环境温湿度监测模块、母排湿度监测模块、变压器温度监测模块、电气火灾监测模块、水浸监测模块采用modbus-rtu通讯协议封装数据；所述弧光保护模块采用modbus-tcp通讯协议封装数据。

10.一种基于mqtt物联网协议的进线柜监测方法，应用于权利要求1-9任一项所述基于mqtt物联网协议的进线柜监测系统，其特征在于，所述方法包括：

技术总结
本发明提供了一种基于MQTT物联网协议的进线柜监测系统及方法，该系统包括：环境监测传感设备、物联网网关、控制设备和断路设备；所述环境监测传感设备用于对进线柜环境数据进行监测，得到采用Modbus协议封装的Modbus待处理数据；所述物联网网关与所述环境监测传感设备通信连接，用于接收所述Modbus待处理数据，并对所述Modbus待处理数据依次进行解析和采用MQTT协议封装，得到MQTT待处理数据；所述控制设备与所述物联网网关通信连接，用于接收所述MQTT待处理数据，并基于所述MQTT待处理数据，向所述断路设备输出MQTT控制数据；所述断路设备与所述控制设备通信连接，用于接收所述MQTT控制数据，并基于所述MQTT控制数据做出短路响应。本发明实现了数据高速率传输与极低时延控制。

技术研发人员：高国齐,何贤伟,方伟,陶利,杜阳阳,陈家,赵喜军
受保护的技术使用者：武汉长兴电器发展有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/25