一種戶(hù)外電費(fèi)交費(fèi)設(shè)備故障風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)預(yù)測(cè)裝置及預(yù)測(cè)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于配電網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種戶(hù)外電費(fèi)交費(fèi)設(shè)備故障風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)預(yù)測(cè) 裝置及預(yù)測(cè)方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 戶(hù)外電費(fèi)交費(fèi)設(shè)備，能夠?yàn)殡娏τ脩?hù)提供高效便捷的交費(fèi)、查詢(xún)方式，戶(hù)外電費(fèi)交 費(fèi)設(shè)備長(zhǎng)期在戶(hù)外W較大負(fù)荷電流工作，經(jīng)受惡劣氣象條件侵蝕，一旦發(fā)生故障，會(huì)造成交 費(fèi)和查詢(xún)用戶(hù)無(wú)法使用，甚至威脅用戶(hù)人身安全，使用頻率越高，其故障和停電對(duì)用戶(hù)和電 網(wǎng)造成的損失就越大，因此，對(duì)戶(hù)外電費(fèi)交費(fèi)設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并對(duì)其健康指數(shù)做出 在線(xiàn)評(píng)估，根據(jù)預(yù)測(cè)的健康指數(shù)檢查發(fā)現(xiàn)用戶(hù)事故隱患，則能夠有效避免故障和停電，可顯 著提高電費(fèi)交費(fèi)設(shè)備安全性、可靠性和經(jīng)濟(jì)性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明就是針對(duì)上述問(wèn)題，提供一種提取簡(jiǎn)單，精確度高的種戶(hù)外電費(fèi)交費(fèi)設(shè)備 故障風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)預(yù)測(cè)裝置及預(yù)測(cè)方法。
[0004] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案，本發(fā)明戶(hù)外電費(fèi)交費(fèi)設(shè)備故障風(fēng)險(xiǎn) 指數(shù)預(yù)測(cè)裝置包括信號(hào)采集單元、A/D轉(zhuǎn)換單元、中央處理單元、4G通信傳輸單元和人機(jī)交 互信息顯示單元，其結(jié)構(gòu)要點(diǎn)信號(hào)采集單元的輸出端口與A/D轉(zhuǎn)換單元的輸入端口相連， A/D轉(zhuǎn)換單元的輸出端口與中央處理單元的數(shù)據(jù)輸入端口相連，中央處理單元的數(shù)據(jù)輸出 端口分別與人機(jī)交互信息顯示單元輸入端口、4G通信傳輸模塊的輸入端口相連；
[0005] 所述信號(hào)采集單元包括時(shí)間計(jì)時(shí)器、交費(fèi)次數(shù)計(jì)數(shù)器、溫度傳感器、降雨量傳感 器、風(fēng)速傳感器，時(shí)間計(jì)時(shí)器輸出端口、交費(fèi)次數(shù)計(jì)數(shù)器輸出端口、溫度傳感器輸出端口、降 雨量傳感器輸出端口、風(fēng)速傳感器輸出端口分別與A/D轉(zhuǎn)換單元的輸入端口相連。
[0006] 作為另一種優(yōu)選方案，本發(fā)明所述降雨量傳感器采用化-YW900型號(hào)雷達(dá)液位計(jì)， 風(fēng)速傳感器采用YJ-FS100型號(hào)，溫度傳感器采用肥-200型號(hào)紅外溫度傳感器，時(shí)間計(jì)時(shí)器 采用DS12C887型號(hào)時(shí)鐘芯片，計(jì)數(shù)器采用FX2N-mC型號(hào)。
[0007] 作為另一種優(yōu)選方案，本發(fā)明所述A/D轉(zhuǎn)換單元采用化C2543串行A/D轉(zhuǎn)換器，4G 通信傳輸單元采用ME3760型號(hào)的LTE模塊，人機(jī)交互信息顯示單元采用HG1286402C型號(hào) 的液晶顯示模塊；中央處理單元選用型號(hào)為STC89C51的單片機(jī)；
[0008] 時(shí)間計(jì)時(shí)器、交費(fèi)次數(shù)計(jì)數(shù)器、溫度傳感器、降雨量傳感器、風(fēng)速傳感器的輸出端 分別經(jīng)過(guò)信號(hào)轉(zhuǎn)換電路后連接到A/D轉(zhuǎn)換器化C2543的輸入端AIN0-AIN5,A/D轉(zhuǎn)換器 TLC2543的輸出端E0C、I/O、IN、0UT、CS分別連接到51單片機(jī)STC89C51芯片的P0. 0-P0. 4 引腳，單片機(jī)STC89C51芯片的P1. 0-P1. 7與液晶顯示模塊的D0-D7連接，單片機(jī)STC89C51 芯片的P2. 0-P2. 4與液晶顯示模塊的RS、RW、CS1、CS2、EN相連接，STC89C51芯片的RXD、 TXD引腳與4G通信模塊ME3760的DATA、DATA1端相連，4G通信模塊的ATN1端通過(guò)1.OpF 電容與天線(xiàn)連接。
[0009] 另外，本發(fā)明所述信號(hào)轉(zhuǎn)換電路采用TLC4501芯片。（設(shè)置信號(hào)轉(zhuǎn)換電路，保證信 號(hào)采集的頻帶寬度、轉(zhuǎn)換速率和電壓增益，同時(shí)降低輸入失調(diào)電壓和電流W及溫度漂移）。
[0010] 其次，本發(fā)明TLC4501芯片5腳分別與電阻R3 -端、電阻R4 -端、電容C2 -端 相連，電阻R4另一端接1. 5V電源，電阻R3另一端與所述信號(hào)采集單元的輸出端口相連， TLC4501芯片7腳通過(guò)電阻R8與A/D轉(zhuǎn)換器輸入端口相連。
[0011] 時(shí)間、交費(fèi)次數(shù)、溫度、降雨量、風(fēng)速信息經(jīng)過(guò)各傳感器，進(jìn)行同步采樣、保持、A/D 轉(zhuǎn)換，變?yōu)閿?shù)字信號(hào)后，送入單片機(jī)的數(shù)據(jù)輸入口，再由單片機(jī)對(duì)時(shí)間、交費(fèi)次數(shù)、溫度、降 雨量、風(fēng)速信息數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算后，計(jì)算結(jié)果通過(guò)液晶顯示模塊進(jìn)行顯示并將數(shù)據(jù)送到4G傳 輸模塊，為與遠(yuǎn)方調(diào)度通訊做好準(zhǔn)備。
[0012] 戶(hù)外電費(fèi)交費(fèi)設(shè)備故障風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)預(yù)測(cè)裝方法，包括如下步驟：
[0013] 步驟1 ;對(duì)運(yùn)行時(shí)間、交費(fèi)次數(shù)、溫度、降雨量、風(fēng)速5個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)量，其中運(yùn)行時(shí) 間單位為小時(shí)、交費(fèi)次數(shù)單位為次，溫度單位為攝氏度、降雨量單位為毫米、風(fēng)速單位為米/ 砂，得到5組離散有序時(shí)間序列；式巧）
[0014] 步驟2 ;對(duì)式（9)的時(shí)間序列進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理： 剛
(2)
[0016] 步驟3 ;建立可靠性模型
[0017] 串聯(lián)可靠度模型為：
[00幼故障率λ1為常數(shù)0. 12.
[0026] 步驟4 ;計(jì)算可靠度的上下限值
[0027] η= 5,m= 5,可靠度上限為：
[麵]
(12)
[002引其下限模型為：
[0030]
[0031] 步驟5 ;計(jì)算判斷停止條件為： (13)
[0032] 村4)
[0033] 式中，ε等于 0.05。
[0034] 步驟6 ;計(jì)算戶(hù)外電費(fèi)交費(fèi)設(shè)備故障風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)值；He=R(x)
[0035] 步驟7 ;將戶(hù)外電費(fèi)交費(fèi)設(shè)備故障風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)值出e=R(x)的預(yù)測(cè)結(jié)果通過(guò)液晶模 塊顯示并通過(guò)4G傳輸模塊發(fā)送至遠(yuǎn)方調(diào)度終端，W便維修人員及時(shí)進(jìn)行檢修。
[0036] 作為一種優(yōu)選方案，本發(fā)明所述對(duì)運(yùn)行時(shí)間、交費(fèi)次數(shù)、溫度、降雨量、風(fēng)速5個(gè)數(shù) 據(jù)進(jìn)行10次測(cè)量。
[0037] 本發(fā)明有益效果。
[0038] 本發(fā)明利用直接測(cè)量戶(hù)外電費(fèi)交費(fèi)設(shè)備的電運(yùn)行時(shí)間、交費(fèi)次數(shù)、溫度、降雨量、 風(fēng)速作為輸入量，并最終利用A/D轉(zhuǎn)換單元、中央處理單元、人機(jī)交互信息顯示單元和4G傳 輸模塊實(shí)現(xiàn)戶(hù)外電費(fèi)交費(fèi)設(shè)備故障風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)預(yù)測(cè)。送種方法避免傳統(tǒng)方法建立模型和選取 參數(shù)時(shí)造成的誤差，并且具有輸入量提取簡(jiǎn)單，精確度高，準(zhǔn)確度好，預(yù)測(cè)效率高的特點(diǎn)。
[0039] 對(duì)戶(hù)外電費(fèi)交費(fèi)設(shè)備故障風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)做出預(yù)測(cè)，能夠預(yù)防電網(wǎng)重大事故，改善電力 品質(zhì)，提高用電可靠性，同時(shí)預(yù)測(cè)過(guò)程滿(mǎn)足實(shí)時(shí)性要求，提高數(shù)據(jù)采集及處理的效率，提高 戶(hù)外電費(fèi)交費(fèi)設(shè)備故障風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)預(yù)測(cè)的速度和精度，實(shí)現(xiàn)了W較高精度和較短響應(yīng)時(shí)間的 優(yōu)勢(shì)對(duì)配電網(wǎng)戶(hù)外電費(fèi)交費(fèi)設(shè)備故障風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)進(jìn)行預(yù)測(cè)。
【附圖說(shuō)明】
[0040] 下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。本發(fā)明保護(hù)范圍不僅局限 于W下內(nèi)容的表述。
[0041] 圖1是本發(fā)明電路原理框圖。
[0042] 圖2是本發(fā)明電路原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0043] 如圖所示，本發(fā)明戶(hù)外電費(fèi)交費(fèi)設(shè)備故障風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)預(yù)測(cè)裝置包括信號(hào)采集單元、 A/D轉(zhuǎn)換單元、中央處理單元、4G通信傳輸單元和人機(jī)交互信息顯示單元。
[0044] 所述A/D轉(zhuǎn)換單元用于將信號(hào)采集單元采集的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)；
[0045] 所述中央處理單元對(duì)A/D轉(zhuǎn)換單元輸出的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行；
[0046] 所述人機(jī)交互信息顯示單元用于就地顯示戶(hù)外電費(fèi)交費(fèi)設(shè)備故障風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)預(yù)測(cè) 結(jié)果
[0047] 所述4G通信傳輸模塊用于將戶(hù)外電費(fèi)交費(fèi)設(shè)備故障風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)預(yù)測(cè)結(jié)果傳輸至遠(yuǎn) 方調(diào)度終端；
[0048] 所述信號(hào)采集模塊采集的運(yùn)行時(shí)間、交費(fèi)次數(shù)、溫度、降雨量、風(fēng)速5個(gè)信號(hào)輸出 至A/D轉(zhuǎn)換單元的輸入端，所述A/D轉(zhuǎn)換單元的輸出端與CPU中央處理單元的輸入端連接， 所述CPU中央處理單元的輸出及串口與人機(jī)交互信息顯示單元和4G通信傳輸模塊的輸入 輸連接。
[0049] 信號(hào)采集模塊包括時(shí)間計(jì)時(shí)器、交費(fèi)次數(shù)計(jì)數(shù)器、溫度傳感器、降雨量傳感器、風(fēng) 速傳感器，降雨量傳感器采用化-YW900型號(hào)雷達(dá)液位計(jì)、風(fēng)速傳感器采用YJ-FS100型號(hào)、 溫度傳感器采用肥-200型號(hào)紅外溫度傳感器、時(shí)間計(jì)時(shí)器采用DS12C887型號(hào)時(shí)鐘芯片、計(jì) 數(shù)器采用FX2N-mC型號(hào)，A/D轉(zhuǎn)換器