基于物联网的设备状态感知技术及应用(江苏电科院-201804)课件.pptx

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1、基于物联网的设备状态感知技术及应用国网江苏省电力公司电力科学研究院2018年4月26日业务现状分析1物联网体系架构2智能运检装备研发3目录一、业务现状分析1、业务现状分析1.1基本情况作为国网公司设备体量最大的省级电力公司，截止2018年4月，全省500kV级以上变电站62座，220kV变电站553座。不断增长设备体量带来了巨大的运维检修工作量。掌握设备运行状态，主要通过运行巡检、带电检测、在线监测等方式。但是，传统的业务模式存在诸多问题，无法满足新形势下的运维检修要求。1、业务现状分析1.1日常巡检人机交互方式效率较

2、低，需要现场人员在手持机上查询数据，无法解放人员双手；交互效率低巡检对象关联信息获取不便，影响对于设备异常的综合诊断效率。诊断效率低常规移动巡检作业中，运检设备量大，设备身份与后台巡检数据关联过程影响了巡检效率；设备关联差装备使用仪器体积大、携装不便、布线复杂操作复杂、功能单一设备身份与数据关联依赖人工数据交互纸质记录誊抄，易出错孤岛设备，相关信息无法便捷获取诊断分析人工诊断，专业要求高报告编写，大量重复劳动1、业务现状分析1.1运检业务分析—带电检测213传统在线监测装置采用电缆供电、光缆通信，施工量大，安装复杂；装

3、置安装传统在线监测系统采用人工数据巡视方式发现缺陷，工作量大，对人员专业要求高。缺陷检出在线监测装置结构复杂，故障率高；不易于更换，维修维护困难；装置运维1、业务现状分析1.1运检业务分析--在线监测前端状态感知技术小型化：随着MEMS、嵌入式技术发展，新型传感器具有体积小、重量轻、成本低、功耗低等特点。数据链路传输技术LPWAN技术：NB-loT、LoRa等低功率无线传感技术涌现，具有低功耗、广覆盖、多接入、低成本等特点。人工智能诊断技术深度学习：以深度学习技术为代表的的人工智能技术飞速发展，在人脸识别、围棋竞赛等领

4、域已经获得实质性突破。2、技术发展现状分析1.2新技术发展现状二、基于物联网的感知体系2、基于物联网的感知体系2.1业务覆盖2.2系统结构2、基于物联网的感知体系感知层（传感器）：通过传感器技术实现对设备身份与状态参量的感知感知层（数据汇聚）：通过基于无线传感网的中间节点等实现数据汇集应用层：通过业务系统、人工智能诊断系统，实现数据管理与分析。网络层：通过电力专网、电力APN等内网数据交互三、智能运检装备研发AR智能巡检眼镜1.1主要技术特点-AR智能巡检眼镜1、AR智能巡检眼镜及智能穿戴主机增强现实：采用增强显示（A

5、R）技术，将显示场景与虚拟信息融为一体，为巡检人员提供直观的辅助增强显示；安全交互：通过电力APN与后台系统实时互联，实现巡检信息智能交互，打破巡检作业信息孤岛，实现现场巡检作业可视、可管、可控。智能穿戴主机全模式通信：采用1.8GLTE、2.4GLTE、蓝牙、WIFI、PTT对讲等多中通讯模式。多达5根天线在机体内集成，天线优化设计避免彼此干扰。集成多种功能：集成微型红外热成像测温模块；集成UHFRFID/二维码读写模块；集成多星精确定位、环境传感器等。1.1主要技术特点-智能穿戴主机1、AR智能巡检眼镜及智能穿戴主

6、机AR眼镜的设备感知以及数据提取算法对硬件算力要求较高，直接提升眼镜功耗，导致眼镜的体积重量增大。1.8GLTEBT、WIFI1.2技术难点1、AR智能巡检眼镜及智能穿戴主机技术难点1：AR眼镜功耗与算力矛盾解决解决方法：为了将AR眼镜计算功耗降到最小，系统采用了分布式计算设计理念：将智能穿戴主机作为AR眼镜的主要环境感知计算单元，完成设备身份识别等图像计算功能采用1.8GHzLTE无线专网与后台服务器高速互联，完成后台数据检索与推送功能。智能穿戴主机需要在有限体积内集成了PTT对讲、2.4GLTE、1.8GLTE、G

7、PS、WIFI、蓝牙、RFID等多种通讯方式，如何处理天线之间的干扰成为难题。1.2技术难点1、AR智能巡检眼镜及智能穿戴主机技术难点2：智能穿戴主机多天线抗干扰技术解决方法：采用多天线差异化设计方式。2.4GLTE、GPS、WIFI、蓝牙、RFID采用PIFA、FICA天线多频技术、PTT对讲，1.8GLTE则基于MIMO技术设计，有效避免同类天线相互耦合。分时工作策略。通过嵌入式系统实现通信调度，采用不同通讯模块分时工作策略，避免同时开机的相互干扰。系统需要在识别设备身份后，快速提取设备相关的调度运行、检修试验等数

8、据。数据量的较大，对传输速率要求较高；同时，不同的数据存在不同的电力内网分区中，物理隔离使得数据交互存在障碍。1.2技术难点1、AR智能巡检眼镜及智能穿戴主机技术难点3：多源数据交互实现解决方法：采用1.8GTD-LTE专网技术，可实现智能穿戴主机与电力内网后台的快速关联。打通电力内网不同分区的数据库，可获取电力内网二区D5000