一种无源数据采集终端、光控制器及系统的利记博彩app

本发明涉及数据监测技术领域，特别涉及一种无源数据采集终端、光控制器及系统。

背景技术：

为了更好更方便的控制输电、变电过程，输变电系统中设置了大量的高压开关柜，高压开关柜的稳定运行对电力系统来说有着非常重要的意义。开关柜内开关触头接触不良、接插件接触不良、导线接触不良或绝缘老化，会导致发热、起弧等现象的发生，最终致使开关柜运行故障。过温也是开关柜故障前的最主要现象，通过监测开关柜内设备的运行温度，可以有效的防止故障的发生。

开关柜温度监测目前主要有四种技术：

1)声表面波测温：测温系统主要由声表面波无线测温探头(传感器)和基于雷达原理的温度读取器组成。其工作过程是：读取器发出电磁扫描信号，探头接收到电磁波信号并由叉指换能器转换成其内部工作的声表面波；声表面波再经叉指换能器转换成电磁波信号经由天线返回到读取器；声表面波的传播特性与温度有线性特征关系，从而使探头返回的回波信号具有温度特征；读取器提取探头返回的电磁波信号特征，就能获得温度信息，从而实现无线且无源的温度监测。

2)红外测温：一切温度高于绝对零度的物体都在不停地向周围空间发出红外辐射能量，红外辐射能量的大小按波长的分布与被测物体的表面温度有着十分密切的关系，因此，通过对物体自身发出的红外能量的测量，便能准确地测量它的表面温度。

3)光纤温度传感器：光纤温度传感器采用一种和光纤折射率相匹配的高分子温敏材料涂覆在两根熔接在一起的光纤外面，使光能由一根光纤输入该反射面从另一根光纤输出，由于这种新型温敏材料受温度影响，折射率发生变化，因此输出的光功率与温度呈函数关系。

4)常规测温传感器方式：采用常规方式测温的传感器，为增加隔离功能，采用无线通讯的方式，为了获取电源，目前有两种方式：①感应取电方式：感应取电可以通过温度变化、压力、太阳能、电流取电等；②电池供电方式。

在实现本发明过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：

1)声表面波测温：声表面波可以利用器件的物理特性实现无源无线测温，这种特性同时对位移和震动也敏感，所以使用中对调试要求较高，并在一段时间内就需要校正，另外声表面波采用单晶材料，制作工艺要求精度高，条件较为苛刻，导致制造的成本偏高。

2)红外测温：红外测温实现方式简单，成本低，但是在开关柜应用中存在一些难题，开关柜的接线，端子，触点并不是完全暴露的，有很多的遮挡物，所以安装红外测温设备难度较大。

3)光纤可以实现大面积测温，但是其成本较高，且在长期运行中，由于开关柜内并不是完全封闭的空间，里边存在一些灰尘，这些灰尘落到光纤表面会降低光纤的绝缘能力，导致更为严重的事故。

4)常规测温传感器方式：①感应取电方式：感应取电可以通过温度变化、压力、太阳能、电流取电等。开关柜内，温度、压力的变化不大，且不稳定的发生变化，所以没有办法稳定的获取能量，开关柜内部没办法获得太阳能。通过电流取电的方式受到复杂变化的影响比较大。②通过电池取电，供电比较稳定，但是需要定期更换电池，开关柜需要停电，但是开关柜停电检修不是随意的，所以更换电池是个比较大的难题。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种无源数据采集终端、光控制器及系统，从而克服现有采集终端可靠性差的缺陷。

本发明实施例提供的一种无源数据采集终端，包括：传感器、处理电路、第一微控制器、光能转换器、第一光数据接收器和第一光数据发射器；所述传感器的输出端与所述处理电路的输入端相连，所述传感器用于将采集到的环境数据发送至所述处理电路；所述处理电路的输出端与所述第一微控制器相连，所述处理电路用于将处理后的环境数据发送至所述第一微控制器；所述光能转换器与所述第一微控制器的电源端相连，所述光能转换器用于接收外部光能，并将光能转换为电能为所述第一微控制器供电；所述第一光数据接收器与所述第一微控制器相连，所述第一光数据接收器用于接收上位机以光信号形式发送的指令，并将所述指令转发至所述第一微控制器；所述第一光数据发射器与所述第一微控制器相连，所述第一微控制器用于将所述处理后的环境数据通过所述第一光数据发射器以光信号形式发送至上位机。

在一种可能的实现方式中，该无源数据采集终端还包括：第一无线通信电路；所述第一无线通信电路与所述第一微控制器相连，所述第一无线通信电路用于与所述上位机之间建立通信连接。

在一种可能的实现方式中，该无源数据采集终端还包括：蓄电池；所述蓄电池与所述第一微控制器的电源端相连。

在一种可能的实现方式中，所述传感器的输出端通过耐高温数据线与所述处理电路的输入端相连。

基于同样的发明构思，本发明实施例还提供一种光控制器，包括：第二微控制器、光能发射器、第二光数据发射器、第二光数据接收器和转向控制器；所述光能发射器与所述第二微控制器相连，所述光能发射器用于向外界发送光能；所述第二光数据发射器与所述第二微控制器相连，所述第二光数据发射器用于接收所述第二微控制器传输的指令，并以光信号形式将所述指令发送至数据采集终端；所述第二光数据接收器与所述第二微控制器相连，所述第二光数据接收器用于接收数据采集终端以光信号形式发送的环境数据，并将所述环境数据转发至所述第二微控制器；所述转向控制器与所述第二微控制器相连，且所述光能发射器设置于所述转向控制器上；所述转向控制器用于根据所述第二微控制器发送的转向指令控制所述光能发射器的位姿参数。

在一种可能的实现方式中，该光控制器还包括：第二无线通信电路；所述第二无线通信电路与所述第二微控制器相连，所述第二无线通信电路用于与数据采集终端之间建立通信连接。

在一种可能的实现方式中，该光控制器还包括：以太网接口；所述以太网接口与所述第二微控制器相连，所述以太网接口用于与数据集中器之间建立通信连接。

在一种可能的实现方式中，该光控制器还包括：通讯接口电路，所述通讯接口电路包括rs232接口、rs485接口、rs422接口、can接口中的一项或多项；所述通信接口电路与所述第二微控制器相连，所述通讯接口电路用于与数据集中器之间建立通信连接。

基于同样的发明构思，本发明实施例还提供一种光通信无源无线传感器系统，包括：如上所述的无源数据采集终端、如上所述的光控制器和数据集中器；所述无源数据采集终端与所述光控制器之间设有通信连接，所述光控制器与所述数据集中器之间设有通信连接。

在一种可能的实现方式中，多个无源数据采集终端分别与所述光控制器之间设有通信连接。

本发明实施例提供的一种无源数据采集终端、光控制器及系统，采集终端利用光信号实现与上位机之间的通讯，并获取终端运行的电能，不会由于长时间粉尘环境的影响而产生绝缘问题，可靠性高；该终端为无源设备，不需要更换电池，可以减少工作人员的作业，避免人工资源浪费。利用耐高温数据线实现对检测难点的数据采集。通过备用的第一无线通信电路和蓄电池可以进一步提高终端工作的可靠性。光控制器利用光信号实现与无源数据采集终端之间的通讯，并通过光能的形式为终端提供运行的能量，该光控制器可应用于多数场景，可靠性高。

本发明的其它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。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明实施例中无源数据采集终端的第一结构示意图；

图2为本发明实施例中无源数据采集终端的第二结构示意图；

图3为本发明实施例中光控制器的第一结构示意图；

图4为本发明实施例中光控制器的第二结构示意图；

图5为本发明实施例中光通信无源无线传感器系统的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。

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。除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。

在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。

另外，为了更好的说明本发明，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本发明同样可以实施。在一些实例中，对于本领域技术人员熟知的方法、手段、元件未作详细描述，以便于凸显本发明的主旨。

根据本发明实施例，提供了一种无源数据采集终端，参见图1所示，包括：传感器110、处理电路120、第一微控制器100、光能转换器130、第一光数据接收器140和第一光数据发射器150。

具体的，传感器110的输出端与处理电路120的输入端相连，传感器110用于将采集到的环境数据发送至处理电路120。处理电路120的输出端与第一微控制器100相连，处理电路120用于将处理后的环境数据发送至第一微控制器100。

本发明实施例中，传感器110具体可以为温度传感器，用于采集所处环境或所处节点的温度，如开关柜内的环境温度或某一元器件的表面温度等；传感器采集到环境数据后将采集到的环境数据发送至处理电路120。处理数据120用于对该环境数据进行处理；具体的，处理电路对该环境数据进行滤波、放大等处理，并将处理后的环境数据发送至第一微控制器。

第一微控制器100具体为mcu(microcontrolunit)，用于对接收到的处理后的环境数据进行进一步处理并存储。同时，第一微控制器100还用于将该环境数据转发至上位机。

具体的，参见图1所示，第一光数据接收器140与第一微控制器100相连，第一光数据接收器140用于接收上位机以光信号形式发送的指令，并将指令转发至第一微控制器100。第一光数据发射器150与第一微控制器100相连，第一微控制器100用于将处理后的环境数据通过第一光数据发射器150以光信号形式发送至上位机。

本发明实施例中，上位机为与该无源数据采集终端建立通信连接的设备，上位机具体可以为光控制器，可以通过光信号的形式与无源数据采集终端进行通信。其中，上位机和无源数据采集终端主要基于无线光通信技术实现通信；光和无线电波一样，都属于电磁波的一种，传播网络信号的基本原理是一致的。例如，给普通的led灯泡装上微芯片，可以控制它每秒数百万次闪烁，亮了表示1，灭了代表0。由于频率太快，人眼根本觉察不到，而光敏传感器却可以接收到这些变化。就这样，二进制的数据就被快速编码成灯光信号并进行了有效的传输。即上位机通过控制可见光的闪烁从而将数据发送至无源数据采集终端；数据采集终端利用第一光数据接收器140对接收到的光信号进行解码，获取其中的信息。同时，数据采集终端的第一光数据发射器150将环境数据转换为光信号，并向上位机发送该光信号，上位机对接收到的光信号进行解码，从而获得环境数据。

无源数据采集终端由为无源的器件，其由光能转换器130提供电能。具体的，光能转换器130与第一微控制器100的电源端相连，光能转换器130用于接收外部光能，并将光能转换为电能为第一微控制器100供电。本发明实施例中，由于数据采集终端通过光信号与上位机进行通信，该光信号具体可以为可见光、红外光或紫外光等，故可选的，第一光数据接收器140和光能转换器130可以集成为一个器件，即通过一个器件接收上位机发送的光信号，同时该光信号也为无源数据采集终端提供电能；当上位机不需要向采集终端发送数据时，则该光信号为连续的信号，即光信号中包含的数据全部为1。此外，第一光数据接收器140和第一光数据发射器150也可以集成为一个器件，即可以通过一个集成器件实现数据接收发送，以及供电。

本发明实施例提供的一种无源数据采集终端，利用光信号实现与上位机之间的通讯，并获取终端运行的电能，不会由于长时间粉尘环境的影响而产生绝缘问题，可靠性高；该终端为无源设备，不需要更换电池，可以减少工作人员的作业，避免人工资源浪费。

在上述实施例的基础上，参见图2所示，该无源数据采集终端还包括：第一无线通信电路160。第一无线通信电路160与第一微控制器100相连，第一无线通信电路160用于与上位机之间建立通信连接。本发明实施例中，第一无线通信电路160为备用的通信方式，即终端通过第一无线通信电路160也可以将环境数据发送至上位机，并接收上位机下发的指令。通过该第一无线通信电路提高无源数据采集终端的可靠性，避免在光数据接收器、发射器等故障时终端不能正常工作。

可选的，传感器110的输出端通过耐高温数据线与处理电路120的输入端相连。同时，处理电路120也可以通过耐高温数据线与第一微控制器相连。通过该耐高温数据线使得传感器可以灵活设置在检测节点处(例如容易被其他物体遮挡的节点)，而第一光数据接收器140和第一光数据发射器150可以设置在容易接收光信号的位置，从而实现对检测难点的数据采集。同时，当该无源数据采集终端采集开关柜内的节点(如a相、b相、c相节点等)温度时，基于安全考虑，无源数据采集终端全部在开关柜内布线，每个开关柜至少设置一个光控制器，由该光控制器对柜内的一个或多个无源数据采集终端提供光能以及实现光信号通讯。

在一种可能的实现方式中，参见图2所示，该终端还包括：蓄电池170；蓄电池170与第一微控制器100的电源端相连。本发明实施例中，蓄电池170为备用电池；在正常情况下由光能转换器为终端供电，并为该蓄电池170充电直至蓄电池充满；在光能转换器不能正常供电时，切换为由蓄电池供电。

本发明实施例提供的一种无源数据采集终端，利用光信号实现与上位机之间的通讯，并获取终端运行的电能，不会由于长时间粉尘环境的影响而产生绝缘问题，可靠性高；该终端为无源设备，不需要更换电池，可以减少工作人员的作业，避免人工资源浪费。利用耐高温数据线实现对检测难点的数据采集。通过备用的第一无线通信电路和蓄电池可以进一步提高终端工作的可靠性。

基于同样的发明构思，本发明实施例还提供一种光控制器，参见图3所示，包括：第二微控制器200、光能发射器210、第二光数据发射器220、第二光数据接收器230和转向控制器240。

本发明实施例中，光能发射器210与第二微控制器200相连，光能发射器210用于向外界发送光能。具体的，光能发射器210用于向上述的无源数据采集终端发送光能，使得终端的光能转换器接收到光能后可以正常工作。

第二光数据发射器220与第二微控制器200相连，第二光数据发射器220用于接收第二微控制器200传输的指令，并以光信号形式将指令发送至数据采集终端；第二光数据接收器230与第二微控制器200相连，第二光数据接收器230用于接收数据采集终端以光信号形式发送的环境数据，并将环境数据转发至第二微控制器200。本发明实施例中，第二光数据接收器230和转向控制器240也基于无线光通信技术实现与无源数据采集终端之间的通信，其实现原理与图1所示实施例中的原理相同，此处不做赘述。

转向控制器240与第二微控制器200相连，且光能发射器210设置于转向控制器240上；转向控制器240用于根据第二微控制器200发送的转向指令控制光能发射器210的位姿参数。本发明实施例中，位姿参数包括光能发射器的空间转动角度，根据该空间转动角度可以确定光能发射器210的朝向，从而可以为特定的采集终端提供光能。转向控制器具体可以为设有电机的转向装置，实现近似360度的转向角度，使得光控制器可以为任意角度的光数据采集终端提供光能。

可选的，光能发射器210和第二光数据发射器220可以为一个集成的器件，即通过一个器件实现对数据采集终端的供电和指令发送；同时，该第二光数据发射器220也设置在转向控制器240上，与光能发射器210协同动作。

本发明实施例提供的一种光控制器，利用光信号实现与无源数据采集终端之间的通讯，并通过光能的形式为终端提供运行的能量，该光控制器可应用于多数场景，可靠性高。

在上述实施例的基础上，参见图4所示，该光控制器还包括：第二无线通信电路250。第二无线通信电路250与第二微控制器200相连，第二无线通信电路250用于与数据采集终端之间建立通信连接。本发明实施例中，第二无线通信电路250为备用的通信方式，即光控制器通过第二无线通信电路250也可以将指令发送至采集终端，并接收采集终端上传的环境数据。通过该第二无线通信电路可以提高光控制器的可靠性，避免在光数据接收器、发射器等故障时光控制器不能正常工作。

在一种可能的实现方式中，参见图4所示，该光控制器还包括：以太网接口260。以太网接口260与第二微控制器200相连，以太网接口260用于与数据集中器之间建立通信连接。本发明实施例中，数据集中器可以同时与多个光控制器进行通讯，光控制器通过数据集中器可以将采集到的环境数据发送至后台服务器，使得后台服务器可以对所有的环境数据进行处理。

可选的，参见图4所示，该光控制器还包括：通讯接口电路270，通讯接口电路270包括rs232接口、rs485接口、rs422接口、can接口中的一项或多项；通信接口电路与第二微控制器200相连，通讯接口电路270用于与数据集中器之间建立通信连接。本发明实施例中，以太网接口和通讯接口电路均用于与数据集中器进行通讯，只是通讯方式不同。

基于同样的发明构思，本发明实施例还提供一种光通信无源无线传感器系统，参见图5所示，包括：无源数据采集终端10、光控制器20和数据集中器30；无源数据采集终端10与光控制器20之间设有通信连接，光控制器20与数据集中器30之间设有通信连接。可选的，多个无源数据采集终端分别与光控制器之间设有通信连接。即光控制器与无源数据采集终端可以为一对多的关系；同样的，数据集中器与光控制器之间也可以为一对多的关系。图5中的m、n、k表示采集终端或光控制器的数量。

其中，无源数据采集终端具体可以为上述图1和图2所示的采集终端，光控制器具体可以为图3和图4所示的光控制器，二者可以通过光信号完成数据传输。数据集中器终于将采集到的环境数据发送至后台服务器，通过数据集中器可以减少通信线路，可以提高线路利用率。

本发明实施例提供的一种光通信无源无线传感器系统，无源数据采集终端利用光信号实现与光控制器之间的通讯，并获取终端运行的电能，不会由于长时间粉尘环境的影响而产生绝缘问题，可靠性高；且终端为无源设备，不需要更换电池，可以减少工作人员的作业，避免人工资源浪费。通过数据集中器可以减少通信线路，可以提高线路利用率。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中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模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如rom/ram、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。