2024年5月8日发(作者：公灵珊)
(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号
CN 112737112 A
(43)申请公布日
2021.04.30
(21)申请号 2.0
(22)申请日 2020.12.24
(71)申请人 广州南方电力集团科技发展有限公
司
地址 510220 广东省广州市海珠区江南大
道穗花南街一号
(72)发明人 钟世国 张艳
(74)专利代理机构 广东有知猫知识产权代理有
限公司 44681
代理人 胡强
(51).
H02J
13/00
(2006.01)
H04L
12/24
(2006.01)
H04L
12/40
(2006.01)
H04L
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(2006.01)
权利要求书2页 说明书5页 附图1页
(54)发明名称
一种配电台区智能监控终端的全场景数据
采集系统和方法
(57)摘要
本发明公开了一种配电台区智能监控终端
的全场景数据采集系统和方法，包括终端软件平
台：本模块负责终端状态监控、本地交互响应、应
用管理等工作，通过消息代理与其他模块进行数
据同步；消息服务：本模块负责消息的订阅、分发
和缓存，通过嵌入在各模块中的消息代理保证消
息的可靠传递；配网应用：本模块负责台区配网
业务的实现，通过CAN总线与单片机通信实现三
遥采集和控制、通过后台通信与配网主站通信实
现数据的上报和告警；本发明采用最新电子技术
的配电台区高性能低功耗智能监控装置，通过一
C
N
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1
2
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3
7
1
1
2
A
台设备实现所有数据的全监控全采集，实现现场
终端的精简和统一，可以较好的解决目前台区监
测设备繁多、维护困难、运营成本高的问题。
CN 112737112 A
权 利 要 求 书
1/2页
1.一种配电台区智能监控终端的全场景数据采集系统，其特征在于，所述全场景数据
采集系统包括：
终端软件平台：本模块负责终端状态监控、本地交互响应、应用管理等工作，通过消息
代理与其他模块进行数据同步；
消息服务：本模块负责消息的订阅、分发和缓存，通过嵌入在各模块中的消息代理保证
消息的可靠传递；
配网应用：本模块负责台区配网业务的实现，通过CAN总线与单片机通信实现三遥采集
和控制、通过串口通信实现分路(分支)数据采集，通过后台通信与配网主站通信实现数据
的上报和告警；
计量应用：本模块负责台区计量业务的实现，通过对配电变压器监测数据的分析实现
配变监测，通过对台区电表的采集实现计量业务的数据采集要求，通过后台通信与计量主
站通信实现数据的上报和告警；
环境监控应用：本模块负责配电房环境监控业务的实现，通过对安防设备和传感器的
采集实现对环境的感知和联动，通过基于AI的算法对视频的分析实现机器视觉感知，通过
后台通信与物联网主站通信实现数据的上报和告警。
2.一种配电台区智能监控终端的全场景数据采集方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：终端启动，系统启动脚本，并依次启动消息服务、终端软件平台、配网应用、计量应
用和环境监控应用；
S2：应用模块与监测装置或传感器通信，通过消息代理连接消息服务，主动发布设备数
据更新消息；
S3：应用模块通过消息代理接收消息服务推送的数据更新消息，对数据进行保存、计算
和冻结；
S4：应用模块通过消息服务读取其他应用模块所连接设备的数据。
3.根据权利要求2所述的一种配电台区智能监控终端的全场景数据采集方法，其特征
在于：所述步骤S1应用模块启动具体步骤如下：
S101：消息服务启动，读取配置文件，初始化消息队列，监听网络端口，等待接收消息代
理的访问请求；
S102：终端软件平台启动，通过消息代理连接消息服务订阅消息队列，初始化终端界
面，发布系统就绪消息；
S103：配网应用启动，读取应用配置，初始化内部计划任务并启动执行，通过消息代理
连接消息服务订阅消息队列，发布应用就绪消息；
S104：计量应用启动，读取应用配置，初始化内部计划任务并启动执行，通过消息代理
连接消息服务订阅消息队列，发布应用就绪消息；
S105：环境监控应用启动，读取应用配置，初始化内部计划任务并启动执行，通过消息
代理连接消息服务订阅消息队列，发布应用就绪消息。
4.根据权利要求2所述的一种配电台区智能监控终端的全场景数据采集方法，其特征
在于：所述步骤S4应用模块读取其他应用模块所连接设备的数据具体步骤如下：
S401：应用模块根据业务生成包含需被读取数据的设备ID、数据类型等内容的数据读
取消息；
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权 利 要 求 书
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S402：应用模块通过消息代理向消息服务发送数据读取消息；
S403：消息服务根据消息类型向订阅了该类型消息的应用模块推送消息；
S404：应用模块的消息代理接收消息服务推送消息，并解析设备ID和数据类型，转换为
对应设备的通信协议进行数据召测；
S405：应用模块接收设备返回的数据，生成包含读取消息ID、设备ID、数据类型及数据
等内容的数据读取响应消息，通过消息代理连接消息服务发布消息；
S406：消息服务根据消息类型向订阅了该类型消息的应用模块推送消息；
S407：应用模块的消息代理接收消息服务推送消息，根据消息ID匹配数据读取的请求，
对数据进行处理。
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说 明 书
1/5页
一种配电台区智能监控终端的全场景数据采集系统和方法
技术领域
[0001]
本发明涉及一种数据采集系统和方法，特别涉及一种配电台区智能监控终端的全
场景数据采集系统和方法，属于配电台区监测技术领域。
背景技术
[0002]
配电台区电网运营企业直达客户的最后一级变压节点，点多面广，运行环境复杂，
末端电网和设备的运行状态既直接影响客户的用电质量和生命财产安全，也关系到电网企
业的运营效率，因此电网企业十分重视配电台区的监测。
[0003]
传统的配电台区的监测通常由电网企业的不同业务部门根据自身管理需要会在
配电台区安装专门监控终端，比如计量部门需要安装用电信息采集装置采集配电变压器低
压侧和用户侧的计量数据；生产技术部门为了监控电压质量会在配电台区安装电压质量监
测装置，采集台区首端的电压质量数据；而配电设备的维护部门会在配电台区的配电房中
安装环境监测装置通过传感器监测设备的温度、湿度、烟雾、放电等状态。随着电网企业的
管理精益化，配电台区条块分割的多头监控管理的导致的设备繁多、维护困难、运营成本高
企的问题逐渐暴露。随着现代电子技术和信息技术的快速发展，采用最新电子技术的配电
台区高性能低功耗智能监控装置，通过一台设备实现所有数据的全监控全采集，可以较好
的解决目前台区监测的问题。
[0004]
在传统的配电台区监测工程的建设过程中，已经分门别类建立了完整的后台系统
来支持现场终端的管理和数据采集存储分析，相关的工作流程也在持续的管理迭代中固化
在电网系统的日常运营工作，如果因为现场终端的升级而推到已有的后台系统其代价是非
常大。因此提出一种配电台区智能监控终端的全场景数据采集系统和方法，实现现场终端
的精简和统一的同时，支持依托现有后台系统保持既有流程的延续是非常必要的。
发明内容
[0005]
本发明的目的在于提供一种配电台区智能监控终端的全场景数据采集系统和方
法，以解决上述背景技术中提出的问题。
[0006]
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种配电台区智能监控终端的全场
景数据采集系统，所述全场景数据采集系统包括：
[0007]
终端软件平台：本模块负责终端状态监控、本地交互响应、应用管理等工作，通过
消息代理与其他模块进行数据同步；
[0008]
消息服务：本模块负责消息的订阅、分发和缓存，通过嵌入在各模块中的消息代理
保证消息的可靠传递；
[0009]
配网应用：本模块负责台区配网业务的实现，通过CAN总线与单片机通信实现三遥
采集和控制、通过串口通信实现分路(分支)数据采集，通过后台通信与配网主站通信实现
数据的上报和告警；
[0010]
计量应用：本模块负责台区计量业务的实现，通过对配电变压器监测数据的分析
4
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说 明 书
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实现配变监测，通过对台区电表的采集实现计量业务的数据采集要求，通过后台通信与计
量主站通信实现数据的上报和告警；
[0011]
环境监控应用：本模块负责配电房环境监控业务的实现，通过对安防设备和传感
器的采集实现对环境的感知和联动，通过基于AI的算法对视频的分析实现机器视觉感知，
通过后台通信与物联网主站通信实现数据的上报和告警。
[0012]
一种配电台区智能监控终端的全场景数据采集方法，包括以下步骤：
[0013]
S1：终端启动，系统启动脚本，并依次启动消息服务、终端软件平台、配网应用、计
量应用和环境监控应用；
[0014]
S2：应用模块与监测装置或传感器通信，通过消息代理连接消息服务，主动发布设
备数据更新消息；
[0015]
S3：应用模块通过消息代理接收消息服务推送的数据更新消息，对数据进行保存、
计算和冻结；
[0016]
S4：应用模块通过消息服务读取其他应用模块所连接设备的数据。
[0017]
作为本发明的一种优选技术方案，所述步骤S1应用模块启动具体步骤如下：
[0018]
S101：消息服务启动，读取配置文件，初始化消息队列，监听网络端口，等待接收消
息代理的访问请求；
[0019]
S102：终端软件平台启动，通过消息代理连接消息服务订阅消息队列，初始化终端
界面，发布系统就绪消息；
[0020]
S103：配网应用启动，读取应用配置，初始化内部计划任务并启动执行，通过消息
代理连接消息服务订阅消息队列，发布应用就绪消息；
[0021]
S104：计量应用启动，读取应用配置，初始化内部计划任务并启动执行，通过消息
代理连接消息服务订阅消息队列，发布应用就绪消息；
[0022]
S105：环境监控应用启动，读取应用配置，初始化内部计划任务并启动执行，通过
消息代理连接消息服务订阅消息队列，发布应用就绪消息。
[0023]
作为本发明的一种优选技术方案，所述步骤S4应用模块读取其他应用模块所连接
设备的数据具体步骤如下：
[0024]
S401：应用模块根据业务生成包含需被读取数据的设备ID、数据类型等内容的数
据读取消息；
[0025]
S402：应用模块通过消息代理向消息服务发送数据读取消息；
[0026]
S403：消息服务根据消息类型向订阅了该类型消息的应用模块推送消息；
[0027]
S404：应用模块的消息代理接收消息服务推送消息，并解析设备ID和数据类型，转
换为对应设备的通信协议进行数据召测；
[0028]
S405：应用模块接收设备返回的数据，生成包含读取消息ID、设备ID、数据类型及
数据等内容的数据读取响应消息，通过消息代理连接消息服务发布消息；
[0029]
S406：消息服务根据消息类型向订阅了该类型消息的应用模块推送消息；
[0030]
S407：应用模块的消息代理接收消息服务推送消息，根据消息ID匹配数据读取的
请求，对数据进行处理。
[0031]
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
[0032]
1.本发明一种配电台区智能监控终端的全场景数据采集系统和方法，本发明采用
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说 明 书
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最新电子技术的配电台区高性能低功耗智能监控装置，通过一台设备实现所有数据的全监
控全采集，实现现场终端的精简和统一，可以较好的解决目前台区监测设备繁多、维护困
难、运营成本高的问题。
附图说明
[0033]
图1为一种配电台区智能监控终端的全场景数据采集系统和方法的模块示意图。
[0034]
图2为一种配电台区智能监控终端的全场景数据采集系统和方法流程示意图。
具体实施方式
[0035]
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，所描述的实施例仅仅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。
[0036]
请参阅图1‑2，本发明提供了一种配电台区智能监控终端的全场景数据采集系统
和方法的技术方案：
[0037]
实施例1
[0038]
S1：终端启动，系统启动脚本依次启动消息服务、终端软件平台、配网应用、计量应
用、环境监控应用；
[0039]
进一步地，步骤S1应用模块启动具体步骤如下：
[0040]
S101：消息服务启动，读取配置文件，初始化消息队列，监听网络端口，等待接收消
息代理的访问请求；
[0041]
配置文件至少包含服务监听的绑定的IP地址和端口，网络访问执行的加密协议和
证书，消息保存的策略和路径等信息；消息服务加载配置文件后，需要根据配置文件的内容
执行相应的操作；
[0042]
S102：终端软件平台启动，通过消息代理连接消息服务订阅消息队列，初始化终端
界面，发布系统就绪消息；
[0043]
终端软件平台启动过程中首先初始化显示界面，显示启动过程信息；然后再连接
消息服务后，发布系统就绪消息，同时更新终端显示界面为运行界面，显示运行信息，等待
用户交互；
[0044]
S103：配网应用启动，读取应用配置，初始化内部计划任务并启动执行，通过消息
代理连接消息服务订阅消息队列，发布应用就绪消息；
[0045]
配网应用的应用配置支持根据业务的定义进行扩展，至少包括应用可以使用的系
统资源比如可访问的串口信息、CAN通信的配置参数、可采集设备的配置信息和通信协议等
内容，进一步还包括信号量的阈值、可定义的业务规则、周期性执行计划等内容；
[0046]
配网应用在读取应用配置后，需要根据配置内容初始化内部的计划任务并启动执
行，然后通过消息代理连接消息服务订阅消息队列，发布应用就绪消息；
[0047]
其他应用模块在接收到配网应用就绪的消息后，终端软件平台会更新应用的状
态，其他应用模块可以根据需要发送需要配网应用执行的消息；
[0048]
S104：计量应用启动，读取应用配置，初始化内部计划任务并启动执行，通过消息
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说 明 书
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代理连接消息服务订阅消息队列，发布应用就绪消息；
[0049]
计量应用的应用配置支持根据业务的定义进行扩展，至少包括应用可以使用的系
统资源比如可访问的串口信息、可采集电表的配置信息和通信协议等内容，进一步还包括
信号量的阈值、可定义的业务规则、周期性执行计划等内容；
[0050]
计量应用在读取应用配置后，需要根据配置内容初始化内部的计划任务并启动执
行，然后通过消息代理连接消息服务订阅消息队列，发布应用就绪消息；
[0051]
其他应用模块在接收到计量应用就绪的消息后，终端软件平台会更新应用的状
态，其他应用模块可以根据需要发送需要计量应用执行的消息；
[0052]
S105：环境监控应用启动，读取应用配置，初始化内部计划任务并启动执行，通过
消息代理连接消息服务订阅消息队列，发布应用就绪消息；
[0053]
环境监控应用的应用配置支持根据业务的定义进行扩展，至少包括应用可以使用
的系统资源比如可访问的串口信息、可采集传感器和监控设备的配置信息、通信协议等内
可定义的业务规则、周期性执行计划等内容；容，进一步还包括信号量的阈值、
[0054]
环境监控应用在读取应用配置后，需要根据配置内容初始化内部的计划任务并启
动执行，然后通过消息代理连接消息服务订阅消息队列，发布应用就绪消息；
[0055]
其他应用模块在接收到环境监控应用就绪的消息后，终端软件平台会更新应用的
状态，其他应用模块可以根据需要发送需要环境监控应用执行的消息；
[0056]
S2：应用模块与监测装置或传感器通信，通过消息代理连接消息服务主动发布设
备数据更新消息；
[0057]
具体的，如配网应用通过CAN总线读取到设备ID为A0001的开关的三相电压值Va、
Vb、Vc，立即通过消息代理发布其主题为“events/device/A0001/state/update”设备数据
更新消息。信息体由Header和Content两部分组成，消息Header包含消息ID、父消息ID、消息
时间、内容类型等内容，消息Content包含设备ID、采集时间、三相电压值Va、Vb、Vc等内容。
[0058]
S3：应用模块通过消息代理接收消息服务推送的数据更新消息，对数据进行保存、
计算和冻结；
[0059]
具体的，如计量应用通过消息代理接收消息服务推送的数据更新消息，根据消息
Vb、Vc，首先计量应用会Header中内容类型读取到设备ID为A0001的开关的三相电压值Va、
保存当前测量值，然后进行电压合格率统计，按照业务规则判断是否有电压异常，如有异常
则生成电压异常告警上送信息。
[0060]
S4：应用模块通过消息服务读取其他应用模块所连接设备的数据。
[0061]
进一步地，步骤S4应用模块读取其他应用模块所连接设备的数据具体步骤如下：
[0062]
S401：应用模块根据业务生成包含需被读取数据的设备ID、数据类型等内容的数
据读取消息；
[0063]
具体的，如计量应用需要读取设备ID为A0001的开关温度数据，则计量应用需要生
成以下的消息：
[0064]
信息体由Header和Content两部分组成，消息Header包含消息ID、父消息ID、消息
时间、内容类型等内容，消息Content包含设备ID、数据类型温度等内容；
[0065]
S402：应用模块通过消息代理向消息服务发送数据读取消息；
[0066]
计量应用通过消息代理向消息服务发送其主题为“events/device/A0001/state/
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说 明 书
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get”设备数据读取消息，消息内容为S401生成的消息；
[0067]
S403：消息服务根据消息类型向订阅了该类型消息的应用模块推送消息；
[0068]
S404：应用模块的消息代理接收消息服务推送消息，并解析设备ID和数据类型，转
换为对应设备的通信协议进行数据召测；
[0069]
具体的，如配网应用通过消息代理接收订阅的主题为“events/device/A0001/
state/get”数据读取消息，根据消息Header中内容类型识别到需要读取设备ID为A0001的
开关的温度信息；配网应用根据设备ID为A0001的开关的配置信息采用与该设备支持通信
协议对温度数据进行召测；
[0070]
S405：应用模块接收设备返回的数据，生成包含读取消息ID、设备ID、数据类型及
数据等内容的数据读取响应消息，通过消息代理连接消息服务发布消息；
[0071]
具体的，如配网应用接收到设备返回的数据，则生成包含包含消息ID、父消息ID、
消息时间、内容类型、设备ID、数据类型为温度及温度值等内容的数据读取响应消息，通过
消息代理连接消息服务发布到主题为”events/device/A0001/state/result”数据读取响
应消息；
[0072]
S406：消息服务根据消息类型向订阅了该类型消息的应用模块推送消息；
[0073]
S407：应用模块的消息代理接收消息服务推送消息，根据消息ID匹配数据读取的
请求，对数据进行处理。
[0074]
具体的，如计量应用通过消息代理接收消息服务推送的数据读取响应消息，根据
父消息ID匹配对应数据读取业务，根据消息Header中内容类型读取到设备ID为A0001的开
关的温度值，然后根据业务对数据进行处理。
[0075]
在本发明的描述中，需要理解的是，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。
[0076]
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，例如，可以是固定连接，也可以是可拆
卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限
定，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体
含义。
[0077]
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以
理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换
和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
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说 明 书 附 图
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图1
图2
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(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号
CN 112737112 A
(43)申请公布日
2021.04.30
(21)申请号 2.0
(22)申请日 2020.12.24
(71)申请人 广州南方电力集团科技发展有限公
司
地址 510220 广东省广州市海珠区江南大
道穗花南街一号
(72)发明人 钟世国 张艳
(74)专利代理机构 广东有知猫知识产权代理有
限公司 44681
代理人 胡强
(51).
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权利要求书2页 说明书5页 附图1页
(54)发明名称
一种配电台区智能监控终端的全场景数据
采集系统和方法
(57)摘要
本发明公开了一种配电台区智能监控终端
的全场景数据采集系统和方法，包括终端软件平
台：本模块负责终端状态监控、本地交互响应、应
用管理等工作，通过消息代理与其他模块进行数
据同步；消息服务：本模块负责消息的订阅、分发
和缓存，通过嵌入在各模块中的消息代理保证消
息的可靠传递；配网应用：本模块负责台区配网
业务的实现，通过CAN总线与单片机通信实现三
遥采集和控制、通过后台通信与配网主站通信实
现数据的上报和告警；本发明采用最新电子技术
的配电台区高性能低功耗智能监控装置，通过一
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台设备实现所有数据的全监控全采集，实现现场
终端的精简和统一，可以较好的解决目前台区监
测设备繁多、维护困难、运营成本高的问题。
CN 112737112 A
权 利 要 求 书
1/2页
1.一种配电台区智能监控终端的全场景数据采集系统，其特征在于，所述全场景数据
采集系统包括：
终端软件平台：本模块负责终端状态监控、本地交互响应、应用管理等工作，通过消息
代理与其他模块进行数据同步；
消息服务：本模块负责消息的订阅、分发和缓存，通过嵌入在各模块中的消息代理保证
消息的可靠传递；
配网应用：本模块负责台区配网业务的实现，通过CAN总线与单片机通信实现三遥采集
和控制、通过串口通信实现分路(分支)数据采集，通过后台通信与配网主站通信实现数据
的上报和告警；
计量应用：本模块负责台区计量业务的实现，通过对配电变压器监测数据的分析实现
配变监测，通过对台区电表的采集实现计量业务的数据采集要求，通过后台通信与计量主
站通信实现数据的上报和告警；
环境监控应用：本模块负责配电房环境监控业务的实现，通过对安防设备和传感器的
采集实现对环境的感知和联动，通过基于AI的算法对视频的分析实现机器视觉感知，通过
后台通信与物联网主站通信实现数据的上报和告警。
2.一种配电台区智能监控终端的全场景数据采集方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：终端启动，系统启动脚本，并依次启动消息服务、终端软件平台、配网应用、计量应
用和环境监控应用；
S2：应用模块与监测装置或传感器通信，通过消息代理连接消息服务，主动发布设备数
据更新消息；
S3：应用模块通过消息代理接收消息服务推送的数据更新消息，对数据进行保存、计算
和冻结；
S4：应用模块通过消息服务读取其他应用模块所连接设备的数据。
3.根据权利要求2所述的一种配电台区智能监控终端的全场景数据采集方法，其特征
在于：所述步骤S1应用模块启动具体步骤如下：
S101：消息服务启动，读取配置文件，初始化消息队列，监听网络端口，等待接收消息代
理的访问请求；
S102：终端软件平台启动，通过消息代理连接消息服务订阅消息队列，初始化终端界
面，发布系统就绪消息；
S103：配网应用启动，读取应用配置，初始化内部计划任务并启动执行，通过消息代理
连接消息服务订阅消息队列，发布应用就绪消息；
S104：计量应用启动，读取应用配置，初始化内部计划任务并启动执行，通过消息代理
连接消息服务订阅消息队列，发布应用就绪消息；
S105：环境监控应用启动，读取应用配置，初始化内部计划任务并启动执行，通过消息
代理连接消息服务订阅消息队列，发布应用就绪消息。
4.根据权利要求2所述的一种配电台区智能监控终端的全场景数据采集方法，其特征
在于：所述步骤S4应用模块读取其他应用模块所连接设备的数据具体步骤如下：
S401：应用模块根据业务生成包含需被读取数据的设备ID、数据类型等内容的数据读
取消息；
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权 利 要 求 书
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S402：应用模块通过消息代理向消息服务发送数据读取消息；
S403：消息服务根据消息类型向订阅了该类型消息的应用模块推送消息；
S404：应用模块的消息代理接收消息服务推送消息，并解析设备ID和数据类型，转换为
对应设备的通信协议进行数据召测；
S405：应用模块接收设备返回的数据，生成包含读取消息ID、设备ID、数据类型及数据
等内容的数据读取响应消息，通过消息代理连接消息服务发布消息；
S406：消息服务根据消息类型向订阅了该类型消息的应用模块推送消息；
S407：应用模块的消息代理接收消息服务推送消息，根据消息ID匹配数据读取的请求，
对数据进行处理。
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说 明 书
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一种配电台区智能监控终端的全场景数据采集系统和方法
技术领域
[0001]
本发明涉及一种数据采集系统和方法，特别涉及一种配电台区智能监控终端的全
场景数据采集系统和方法，属于配电台区监测技术领域。
背景技术
[0002]
配电台区电网运营企业直达客户的最后一级变压节点，点多面广，运行环境复杂，
末端电网和设备的运行状态既直接影响客户的用电质量和生命财产安全，也关系到电网企
业的运营效率，因此电网企业十分重视配电台区的监测。
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传统的配电台区的监测通常由电网企业的不同业务部门根据自身管理需要会在
配电台区安装专门监控终端，比如计量部门需要安装用电信息采集装置采集配电变压器低
压侧和用户侧的计量数据；生产技术部门为了监控电压质量会在配电台区安装电压质量监
测装置，采集台区首端的电压质量数据；而配电设备的维护部门会在配电台区的配电房中
安装环境监测装置通过传感器监测设备的温度、湿度、烟雾、放电等状态。随着电网企业的
管理精益化，配电台区条块分割的多头监控管理的导致的设备繁多、维护困难、运营成本高
企的问题逐渐暴露。随着现代电子技术和信息技术的快速发展，采用最新电子技术的配电
台区高性能低功耗智能监控装置，通过一台设备实现所有数据的全监控全采集，可以较好
的解决目前台区监测的问题。
[0004]
在传统的配电台区监测工程的建设过程中，已经分门别类建立了完整的后台系统
来支持现场终端的管理和数据采集存储分析，相关的工作流程也在持续的管理迭代中固化
在电网系统的日常运营工作，如果因为现场终端的升级而推到已有的后台系统其代价是非
常大。因此提出一种配电台区智能监控终端的全场景数据采集系统和方法，实现现场终端
的精简和统一的同时，支持依托现有后台系统保持既有流程的延续是非常必要的。
发明内容
[0005]
本发明的目的在于提供一种配电台区智能监控终端的全场景数据采集系统和方
法，以解决上述背景技术中提出的问题。
[0006]
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种配电台区智能监控终端的全场
景数据采集系统，所述全场景数据采集系统包括：
[0007]
终端软件平台：本模块负责终端状态监控、本地交互响应、应用管理等工作，通过
消息代理与其他模块进行数据同步；
[0008]
消息服务：本模块负责消息的订阅、分发和缓存，通过嵌入在各模块中的消息代理
保证消息的可靠传递；
[0009]
配网应用：本模块负责台区配网业务的实现，通过CAN总线与单片机通信实现三遥
采集和控制、通过串口通信实现分路(分支)数据采集，通过后台通信与配网主站通信实现
数据的上报和告警；
[0010]
计量应用：本模块负责台区计量业务的实现，通过对配电变压器监测数据的分析
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实现配变监测，通过对台区电表的采集实现计量业务的数据采集要求，通过后台通信与计
量主站通信实现数据的上报和告警；
[0011]
环境监控应用：本模块负责配电房环境监控业务的实现，通过对安防设备和传感
器的采集实现对环境的感知和联动，通过基于AI的算法对视频的分析实现机器视觉感知，
通过后台通信与物联网主站通信实现数据的上报和告警。
[0012]
一种配电台区智能监控终端的全场景数据采集方法，包括以下步骤：
[0013]
S1：终端启动，系统启动脚本，并依次启动消息服务、终端软件平台、配网应用、计
量应用和环境监控应用；
[0014]
S2：应用模块与监测装置或传感器通信，通过消息代理连接消息服务，主动发布设
备数据更新消息；
[0015]
S3：应用模块通过消息代理接收消息服务推送的数据更新消息，对数据进行保存、
计算和冻结；
[0016]
S4：应用模块通过消息服务读取其他应用模块所连接设备的数据。
[0017]
作为本发明的一种优选技术方案，所述步骤S1应用模块启动具体步骤如下：
[0018]
S101：消息服务启动，读取配置文件，初始化消息队列，监听网络端口，等待接收消
息代理的访问请求；
[0019]
S102：终端软件平台启动，通过消息代理连接消息服务订阅消息队列，初始化终端
界面，发布系统就绪消息；
[0020]
S103：配网应用启动，读取应用配置，初始化内部计划任务并启动执行，通过消息
代理连接消息服务订阅消息队列，发布应用就绪消息；
[0021]
S104：计量应用启动，读取应用配置，初始化内部计划任务并启动执行，通过消息
代理连接消息服务订阅消息队列，发布应用就绪消息；
[0022]
S105：环境监控应用启动，读取应用配置，初始化内部计划任务并启动执行，通过
消息代理连接消息服务订阅消息队列，发布应用就绪消息。
[0023]
作为本发明的一种优选技术方案，所述步骤S4应用模块读取其他应用模块所连接
设备的数据具体步骤如下：
[0024]
S401：应用模块根据业务生成包含需被读取数据的设备ID、数据类型等内容的数
据读取消息；
[0025]
S402：应用模块通过消息代理向消息服务发送数据读取消息；
[0026]
S403：消息服务根据消息类型向订阅了该类型消息的应用模块推送消息；
[0027]
S404：应用模块的消息代理接收消息服务推送消息，并解析设备ID和数据类型，转
换为对应设备的通信协议进行数据召测；
[0028]
S405：应用模块接收设备返回的数据，生成包含读取消息ID、设备ID、数据类型及
数据等内容的数据读取响应消息，通过消息代理连接消息服务发布消息；
[0029]
S406：消息服务根据消息类型向订阅了该类型消息的应用模块推送消息；
[0030]
S407：应用模块的消息代理接收消息服务推送消息，根据消息ID匹配数据读取的
请求，对数据进行处理。
[0031]
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
[0032]
1.本发明一种配电台区智能监控终端的全场景数据采集系统和方法，本发明采用
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最新电子技术的配电台区高性能低功耗智能监控装置，通过一台设备实现所有数据的全监
控全采集，实现现场终端的精简和统一，可以较好的解决目前台区监测设备繁多、维护困
难、运营成本高的问题。
附图说明
[0033]
图1为一种配电台区智能监控终端的全场景数据采集系统和方法的模块示意图。
[0034]
图2为一种配电台区智能监控终端的全场景数据采集系统和方法流程示意图。
具体实施方式
[0035]
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，所描述的实施例仅仅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。
[0036]
请参阅图1‑2，本发明提供了一种配电台区智能监控终端的全场景数据采集系统
和方法的技术方案：
[0037]
实施例1
[0038]
S1：终端启动，系统启动脚本依次启动消息服务、终端软件平台、配网应用、计量应
用、环境监控应用；
[0039]
进一步地，步骤S1应用模块启动具体步骤如下：
[0040]
S101：消息服务启动，读取配置文件，初始化消息队列，监听网络端口，等待接收消
息代理的访问请求；
[0041]
配置文件至少包含服务监听的绑定的IP地址和端口，网络访问执行的加密协议和
证书，消息保存的策略和路径等信息；消息服务加载配置文件后，需要根据配置文件的内容
执行相应的操作；
[0042]
S102：终端软件平台启动，通过消息代理连接消息服务订阅消息队列，初始化终端
界面，发布系统就绪消息；
[0043]
终端软件平台启动过程中首先初始化显示界面，显示启动过程信息；然后再连接
消息服务后，发布系统就绪消息，同时更新终端显示界面为运行界面，显示运行信息，等待
用户交互；
[0044]
S103：配网应用启动，读取应用配置，初始化内部计划任务并启动执行，通过消息
代理连接消息服务订阅消息队列，发布应用就绪消息；
[0045]
配网应用的应用配置支持根据业务的定义进行扩展，至少包括应用可以使用的系
统资源比如可访问的串口信息、CAN通信的配置参数、可采集设备的配置信息和通信协议等
内容，进一步还包括信号量的阈值、可定义的业务规则、周期性执行计划等内容；
[0046]
配网应用在读取应用配置后，需要根据配置内容初始化内部的计划任务并启动执
行，然后通过消息代理连接消息服务订阅消息队列，发布应用就绪消息；
[0047]
其他应用模块在接收到配网应用就绪的消息后，终端软件平台会更新应用的状
态，其他应用模块可以根据需要发送需要配网应用执行的消息；
[0048]
S104：计量应用启动，读取应用配置，初始化内部计划任务并启动执行，通过消息
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代理连接消息服务订阅消息队列，发布应用就绪消息；
[0049]
计量应用的应用配置支持根据业务的定义进行扩展，至少包括应用可以使用的系
统资源比如可访问的串口信息、可采集电表的配置信息和通信协议等内容，进一步还包括
信号量的阈值、可定义的业务规则、周期性执行计划等内容；
[0050]
计量应用在读取应用配置后，需要根据配置内容初始化内部的计划任务并启动执
行，然后通过消息代理连接消息服务订阅消息队列，发布应用就绪消息；
[0051]
其他应用模块在接收到计量应用就绪的消息后，终端软件平台会更新应用的状
态，其他应用模块可以根据需要发送需要计量应用执行的消息；
[0052]
S105：环境监控应用启动，读取应用配置，初始化内部计划任务并启动执行，通过
消息代理连接消息服务订阅消息队列，发布应用就绪消息；
[0053]
环境监控应用的应用配置支持根据业务的定义进行扩展，至少包括应用可以使用
的系统资源比如可访问的串口信息、可采集传感器和监控设备的配置信息、通信协议等内
可定义的业务规则、周期性执行计划等内容；容，进一步还包括信号量的阈值、
[0054]
环境监控应用在读取应用配置后，需要根据配置内容初始化内部的计划任务并启
动执行，然后通过消息代理连接消息服务订阅消息队列，发布应用就绪消息；
[0055]
其他应用模块在接收到环境监控应用就绪的消息后，终端软件平台会更新应用的
状态，其他应用模块可以根据需要发送需要环境监控应用执行的消息；
[0056]
S2：应用模块与监测装置或传感器通信，通过消息代理连接消息服务主动发布设
备数据更新消息；
[0057]
具体的，如配网应用通过CAN总线读取到设备ID为A0001的开关的三相电压值Va、
Vb、Vc，立即通过消息代理发布其主题为“events/device/A0001/state/update”设备数据
更新消息。信息体由Header和Content两部分组成，消息Header包含消息ID、父消息ID、消息
时间、内容类型等内容，消息Content包含设备ID、采集时间、三相电压值Va、Vb、Vc等内容。
[0058]
S3：应用模块通过消息代理接收消息服务推送的数据更新消息，对数据进行保存、
计算和冻结；
[0059]
具体的，如计量应用通过消息代理接收消息服务推送的数据更新消息，根据消息
Vb、Vc，首先计量应用会Header中内容类型读取到设备ID为A0001的开关的三相电压值Va、
保存当前测量值，然后进行电压合格率统计，按照业务规则判断是否有电压异常，如有异常
则生成电压异常告警上送信息。
[0060]
S4：应用模块通过消息服务读取其他应用模块所连接设备的数据。
[0061]
进一步地，步骤S4应用模块读取其他应用模块所连接设备的数据具体步骤如下：
[0062]
S401：应用模块根据业务生成包含需被读取数据的设备ID、数据类型等内容的数
据读取消息；
[0063]
具体的，如计量应用需要读取设备ID为A0001的开关温度数据，则计量应用需要生
成以下的消息：
[0064]
信息体由Header和Content两部分组成，消息Header包含消息ID、父消息ID、消息
时间、内容类型等内容，消息Content包含设备ID、数据类型温度等内容；
[0065]
S402：应用模块通过消息代理向消息服务发送数据读取消息；
[0066]
计量应用通过消息代理向消息服务发送其主题为“events/device/A0001/state/
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get”设备数据读取消息，消息内容为S401生成的消息；
[0067]
S403：消息服务根据消息类型向订阅了该类型消息的应用模块推送消息；
[0068]
S404：应用模块的消息代理接收消息服务推送消息，并解析设备ID和数据类型，转
换为对应设备的通信协议进行数据召测；
[0069]
具体的，如配网应用通过消息代理接收订阅的主题为“events/device/A0001/
state/get”数据读取消息，根据消息Header中内容类型识别到需要读取设备ID为A0001的
开关的温度信息；配网应用根据设备ID为A0001的开关的配置信息采用与该设备支持通信
协议对温度数据进行召测；
[0070]
S405：应用模块接收设备返回的数据，生成包含读取消息ID、设备ID、数据类型及
数据等内容的数据读取响应消息，通过消息代理连接消息服务发布消息；
[0071]
具体的，如配网应用接收到设备返回的数据，则生成包含包含消息ID、父消息ID、
消息时间、内容类型、设备ID、数据类型为温度及温度值等内容的数据读取响应消息，通过
消息代理连接消息服务发布到主题为”events/device/A0001/state/result”数据读取响
应消息；
[0072]
S406：消息服务根据消息类型向订阅了该类型消息的应用模块推送消息；
[0073]
S407：应用模块的消息代理接收消息服务推送消息，根据消息ID匹配数据读取的
请求，对数据进行处理。
[0074]
具体的，如计量应用通过消息代理接收消息服务推送的数据读取响应消息，根据
父消息ID匹配对应数据读取业务，根据消息Header中内容类型读取到设备ID为A0001的开
关的温度值，然后根据业务对数据进行处理。
[0075]
在本发明的描述中，需要理解的是，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。
[0076]
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，例如，可以是固定连接，也可以是可拆
卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限
定，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体
含义。
[0077]
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以
理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换
和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
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说 明 书 附 图
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图1
图2
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