摘要：基于云端环境下所构建的配电房监控系统，在监控精准度以及信息传输的高效性方面都有所提升。本来以此为背景，重点论述配电房监控系统设计原理云端的结合模式，针对监控系统设计以及功能检测进行重点探讨。并结合配电房监控系统的使用特征，提出几点提升信息传输精准度的有效技术方法，为云端环境下配电房监控系统高效实现创造条件。
关键词：配电房；监控系统；设计原理；云端
一、系统方案及硬件平台
硬件系统平台设计中，首先会对基本框架的构建形式做出确定，配电房监控系统运行后需要覆盖配电房的整体范围，框架构建也应该考虑配电房的使用功能需求以及现场设备所构建形式。将云平台引入到监控系统中，需要构建出先进并且具有高信息传输速度的硬件框架基础。其次是对硬件设备之间的组织联系，设计初期根据配电监控控系统中需要的硬件设备来进行选择，基本框架构建完成后则需要进入到接下来的系统全覆盖运行中其中，通过线路连接来将各个硬件组织成为一个整体。在此基础上构建出更为先进的硬件基础形式，要确保线路连接能够使各个硬件组织发挥功能，高效完成监控信息的远程传输任务，线路连接形式以及线路之间的间隔距离都要达到设计安全标准，避免线路在使用中受电流干扰影响，导致监控系统的数据信息传输不能正常实现。配电房设备运行使用中的硬件基础也是数据采集所执行的区域，在对硬件设备进行构建时。需要现场的数据探测器、信息传输线路、PC、存储硬盘，以上硬件组织共同构成了配电房监控设备的回路系统。在回路系统帮助下配电房功能实现过程中所产生的各项参数，已经能够高效地传输到总控制中心内，从而实现硬件设备与软件程序之间的相互关联。EDA9033E和EDA9015A两模块安装在一条U型导轨中，并在导轨上安装三相开关，接线端子和AC-DC电源适配器。该采集条安装到低压出线柜中。并在低压进线柜和低压出线柜的二次则端子中引出电流互感器（CT）信号到两模块，用于配变电压采集和为其他模块提供工作电源。
二、软件平台设计
软件平台设计主要包括操作系统平台搭建、视频采集端主程序设计和云端服务器设计方案等方面。
1、操作系统平台搭建
配电房监控系统的软件平台设计构建中，首先需要构建出操作系统的运行程序，操作系统运行使用中会对配电房所产生的各项参数实时捕捉。操作系统是监控功能实现的一个载体，也关系到接下来的功能是否能够高效完成，其次是操作系统初始化恢复功能的构建。监控系统的主要框架构建见图1.
图1配电房的主楼电能管理系统通信基本框架构建
随着配电房运行使用产生的参数不断增多，监控系统也面临着更大的信息反馈处理任务，在长期使用中很容易出现系统程序错乱，此时通过操作系统中的初始化恢复功能，便能够使系统恢复到最初的状态中。控制系统需要与网络相连接，配电房监控系统是通过网络平台来进行远程数据传输。对于控制系统的程序构建设计，也应该连接网络在网络环境下进行监控数据的共享，进入到接下来的数据采集以及接收发出环节中，控制系统接入网络环境也是与云端的结合体现。操作系统平台构建中也可以根据配电站的使用规模来选择双系统共同操作运行，这样便能够对原有的配电站监控系统做出分区。在彼此之间互不干扰的情况下，监控系统分区后可以实现平行运行，操作系统的现场选择以及构建中，还应该充分结合平台内部控制系统，通过操作系统平台的优化设计来将配电房监控系统与云端相连接，从而完成远程监控任务并进行更高效更精准的数据处理。
2、视频采集端主程序设计
2.1视频采集总体方案
配电房的监控系统所捕捉到的信息会通过转换来形成视频，因此可以将其简单理解为视频采集系统。视频采集的构建方案中，需要将电流信号转换成为无线通信信号，并通过信号传输通道来将其传送到总控制中心内，在由总控制中心来完成配电器的相互控制视频捕捉的系统构建。远程监控视频系统与云端相互连接的结构形式见图2.
图2远程监控系统与云端的相互连接形式
采用励磁传感器的形式在配电房捕捉现场各项视频信息，视频监控过程中不仅需要了解配电房内的运转情况，还应该体现出温度以及湿度变化对设备存在的威胁，这一信号捕捉则需要通过温度湿度传感器来完成，励磁传感器与温度湿度传感器之间享受共用的信息传输通道。并且监控视频信息也是实时传输的，随着现场控制内容发生变化，在视频监控系统中也会体现出来，所探测得到的各项信息共同传输到中央微处理器内，综合构建筑信息处理器之间的交互换通道。视频采集的总体方案控制，可以作为接下来软件控制程序设计的基础，对于综合采集过程中所面对的多项参数，同样应该体现出构建方案的优化创新。视频采集系统的总体构建方案设计，可以采用单元划分的形式来进行细节处理，对每一项单元单独设计，基本框架完成后再采用系统连接将各个单元模块汇成一个整体。视频采集的总体方案得到确定并落实应用后，接下来可以进入到最终的主程序功能实现环节。
2.2USB摄像头视频采集
USB摄像头可以实现同步信息更新功能，将所接收到的电流信号转换为两相模拟信号共同传输到总控制中心的。USB摄像头所进行的视频采集，可以直接将信号传输到计算机控制程序内，大幅度降低配电房监控系统运行中的数据传输时间。在视频采集过程中应用USB技术，需要构建整体设计方案，并与当前的设计框架相结合。采用多点分布的形式在配电房现场中构建摄像头探测器，系统程序运行中交能够更精准地捕捉到配电房实时信息。将USB摄像头的视频捕捉云端相结合设计，配电房现场监控系统信息更新效率会有所提升，可以最大程度减少信息传输所浪费的时间。在云端系统的数据处理能力下，摄像头所构建的视频捕捉系统也可以通过相互转换进入到更高层次的控制范围内，USB视频捕捉功能的实现整合了云端大数据分析处理能力。探测得到信息后，可在第一时间转换成为电流信号在信道中传输。进入到总控制中心内也能够通过信号之间的交换转变，来实现最终的电流控制，将控制得到的监控信息完整地展现在计算机软件中。
2.3视频编码
视频编码同样可以采用单元框架构建的形式来高效完成，配电房监控系统与云端相结合设计，可以采用GPRS远程定位技术，确定现场监控的具体区域以及配电房发生故障的位置。程序编码中需要体现出常规安全运行状态下监控系统所反馈的信息，以及配电房处于风险威胁环境中监控信息传输时产生的差异性，进行常规信息传输程序设计，以及风险状态中监控系统发出警报的程序汇编。视频采集需要捕捉配电房运行中产生的参数与云端相结合，在功能优化方面表现为两种类型，第一种类型是监控信息存储能力有明显提升，随着计算机存储硬盘中空间不断减小，探测得到的信息会自动启动云端平台将其存储到云端环境内，从而减轻视频探测对计算机硬件存储系统造成的压力[5]。第二种类型是系统的运算处理能力有所增高，利用云端平台下的大数据分析技术，提升程序构建中的运行速度。视频编码所应用的汇编技术，可以通过信息补偿来将接收到的电流信息转换成为一种视频控制器那可以识别的模式，但完整的播放出配电房内监控数据信息。还需要解码技术参与，汇编完成后解码技术支持下，对加密的数字信号信息进行解读。
3、云端服务器设计方案
处于云端环境下对配电站监控系统的服务器进行设计，进行网络环境中的安全防护，通过程序加密来提升信息交换过程中的数据安全性。由于配电房那需要监控的范围比较大，信息传输过程中难免会产生部分误差，针对此类误差问题在云端服务器构建中需要体现出运行的容错能力，接收到信息后会自动做出内部比较。判断数据信息与额定参数之间存在的误差范围，当误差范围超出允许值时则需要控制服务器的信息捕捉方向，通过参数精准化控制，使云端能够更好地参与并服务于配电房监控系统。服务器选择应具有高处理运算能力，能够完成配电房监控系统使用中的大量信息运算任务。服务器在功能实现中也应该具备自动检测能力，可以评价云端环境下服务器自身所处环境是否安全，当配电房监控系统使用中出现安全隐患。服务器那也会自动发出提醒，方便技术人员及时了解这一情况并检修。服务器设计中应用DATA―7301通讯模块来构建出数据捕捉运算程序，随着这服务器使用需求不断增大，在通讯模块内能够实现自动信息接收与指令发出，实现配电房监控系统的自动安全控制。服务器的选择以及现场控制系统构建，可以建立在linux计算机操作系统，所构建出的计算机双操作系统，对服务器运行也起到多重维护作用。
配电房监控终端系统有两个通信网络，其一是传感网络，负责连接各传感器，收集、传输和处理传感器信息。其二是数据传输网络，负责与外部网络连接，和远方服务器进行数据交换。由于EDA9033、EDA9015、SHT1传感器均支持串行通信，传感网络采用RS485通信网络。RS485采用差分传输，抗干扰能力强，布线简单，可挂载多个个设备，便于传感器的扩展。数据传输网络的选择有多种可用方案。对于变电站来说，数据传输采用的光纤网络，具有高速，实时性好的特点，但需要铺设专用通信通道，建造难度大，造价高。由于配电房点多分散，而且旧有配电房很多不具备铺设光纤的条件，光纤网络不能很好地适用于配电房监控改造。现时，移动无线通信网络发展已经十分成熟，覆盖面广，GPRS通信最高能够实现114kbps的传输速率，由于配电房监控数据量少，GPRS可以满足监控数据的传输需求。采用无线通信具有灵活组网、建设难度和建造成本低的优点，是配电房监控改造的首选网络形式。GPRS通信和数据传输选用了平升DATA-6106工业级GPRS通信模块，支持串行通信，便于与传感网络连接。
三、系统测试
系统测试主要包括系统测试平台和测试结果分析等方面。
1、系统测试平台
系统测试平台应用后可以对配电房监控系统功能实现进行全面检测，测试系统的构建是完全模拟，配电房真实监控流程来进行的，通过测试平台应用技术人员可以发现所构建的配电房监控系统内存在的漏洞。除此之外，在测试过程中还会模拟出一些突发风险情况，来对正在运行的配电房监控系统进行攻击，从而判断出监控系统在危险环境中的应对能力，是否可以继续保持监控数据信息的精准度。通过检测发现监控系统内存在隐患，模拟的威胁参数可以作为参照依据来继续对配电房监控系统控制程序进行优化设计。测试平台构建是在计算机程序内完成的，可以形成一个完善的系统，不仅在监控系统使用初期可以进行检测，在配电房监控过程中也能随时检验系统是否安全。系统测试是对配电房监控程序的整体安全性检验，在测试平台构建中也需要与云端相结合，可以从云端大数据环境中获取需要的信息资源。在云端大数据支持作用下监测系统所获得的测评资源也更加精准，为接下来所进行的各项监测任务营造出精准的数据环境。
2、测试结果分析
最后是测试结果的分析环节，配电房监控系统测试后所得到的各项参数结果，可以通过数学模型建立来统一运算。在测评系统内，通过程序系统设计来形成完善的运算处理流程，随着测试参数产生，数据也会直接显示在总控制系统内。通过程序之间的相互协调配合，在最终公式的帮助下，可以对测评数据进行安全性评估。最终得到的安全性评估结果便能够反映出配电房监控系统的整体使用情况，信息系统构建过程中与传统程序之间的整合，要以监控系统功能高效实现为原则，不断完善当前的监控模式。与监控程序整合后，再按照最终得到的测评分析结果，对已经构建完成的监控系统进行结构与程序的优化。测评结果分析得到的监控系统运行情况，仅仅可以作为一项参照依据来进行检修维护。具体的配电房监控系统调整，还需要与实际云端相结合，深入到现场的探测装置中对硬件部分做出检修[6]。
结语：除以上配电房监控系统控制程序构建模式，云端资源运用中还可以采用智能化控制技术来实现。通过先进的电能采集模块、传感器和无线通信技术，制成的配电房运行参数和环参数监控终端系统，实现了配电房的实时监控。该系统能有助于供电企业提高配网监控自动化水平，为配网的运行管理，电网规划提供最实时最有效的数据，利于供电企业的精益化、信息化管理水平的不断提高。
参考文献：
[1] 陈星田.智能变电站继电保护隐藏故障诊断与系统重构方法[D].重庆大学，2015.
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[6] 田瑾，袁嫣红.基于Modbus和GPRS的配电房监控系统[J].成组技术与生产现代化，2017（3）：29-33.
论文作者:邱海锋,翁利国,陈杰
论文发表刊物:《基层建设》2018年第33期
论文发表时间:2018/12/27
标签：配电房论文; 监控系统论文; 云端论文; 信息论文; 系统论文; 程序论文; 平台论文; 《基层建设》2018年第33期论文;