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摘要：本发明涉及发电机管控技术领域，具体为一种基于物联网的发电机控制系统。

关键词：物联网；联合供电发电；机组监测控制；系统

一、背景技术：

能源问题是当今世界关注的主要课题之一，也是我国发展经济、改善人民生活条件的重大课题之一，如何发挥资源的效能，节约能源，是人类生活的长期追求目标。

发电机是一种将其他形式的能源转换成电能的机械设备，在工农业生产、国防、科技及日常生活中有广泛的用途。常规的发电机可分为移动式、固定式两种应用场景，且现有的发电机均采用人工启动停止方式，所有操作均需要人员直接参与，无法满足快速响应的要求。然而对于一些启动停止要求快速相应的应用场合，传统的人工操作显然无法满足需求。

目前国内各类基站总数超过850万个，传统方式下，基站工作电源由市电、发电机后备电源组成。基站一般就近取电，电源质量参差不齐（可能是工业用电、商业用电甚至农业用电），电源稳定性差，市电安全难以保障。因此，为了确保通信安全，所有基站电源一般均采用市电、发电机、后备电池联合通电，但是传统基站电源的切换均需要人员现场操作，当市电掉电、波动、电压过低等情况发生时，维护人员无法立即感知，即使感知，当面对数量巨大且动态出现的电源故障面前维护人员也束手无策，因此也就造成了通信异常事故的频繁发生。

基于对上述资料的检索，可以看出，发电机功能不能够得到有效的体现，而且在电源接通后，无法及时的控制发电机的运行状态，造成资源浪费的情况，为此特提供一种基于物联网的发电机控制系统，实现实时在线监测市电质量、设备状态、油料剩余等现场工况，通过后台参数设置可实现发电机的智能启停，具有响应速度快、无人值守、降低维保人员工作量、降低通信事故、增效降本的优点。

二、技术实现要素：

（一）解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于物联网的发电机控制系统，解决了发电机功能不能够得到有效的体现，而且在电源接通后，无法及时的控制发电机的运行状态，造成资源浪费情况的问题。

（二）技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种基于物联网的发电机控制系统，包括客户端、服务器、控制系统、发电机组和电路板，客户端通过以太网与服务器实现双向连接，服务器通过以太网与控制系统实现双向连接，控制系统通过以太网分别与信息存储模块和lte模块实现双向连接，lte模块通过rs485通讯与单片机实现双向连接，单片机分别与监控单元、继电器控制模块和电压监测单元实现双向连接，监控单元、继电器控制模块和电压监测单元的输出端均与发电机组的输入端连接，电压监测单元和发电机组的输出端均与蓄电模块的输入端连接，信息存储模块与展示单元实现双向连接。

展示单元包括信息转码模块、微型处理模块、控制开关、散热组件和led显示屏，信息转码模块的输出端与微型处理模块的输入端连接，微型处理模块分别与控制开关、散热组件和led显示屏实现双向连接。

电压监测单元包括发电机电压监测模块、市电电压监测模块和蓄电池电压监测模块。

发电机电压监测模块用于对发电机的输出电压的监测，市电电压监测模块用户对市电电压进行监测，蓄电池电压监测模块用于对蓄电池的输入电压进行监测。

监控单元包括报警模块、数据比较模块、温度传感模块、油量监控模块、摄像组件和定位模块，数据比较模块分别与报警模块、温度传感模块、油量监控模块、摄像组件和定位模块实现双向连接。

lte模块固定安装在电路板顶部中部的左侧，继电器控制模块固定在电路板顶部后端的右侧，单片机固定安装在电路板顶部前端的右侧，电压监测单元固定安装在电路板顶部中部的前端，蓄电池电压监测模块、发电机电压监测模块和市电电压监测模块从左往右依次固定连接在电路板顶部且位于继电器控制模块和单片机相对的一侧之间。

继电器控制模块的左侧从前往后依次设置有信号控制端、电源接地端和恒压端，lte模块的左侧从后往前依次设置有ttl转485接口a端、ttl转485接口b端和ttl转485接口接地端，电压监测单元的表面从左往右依次设置有电流采集接口、发电电压采集接口和市电采集接口。

继电器控制模块的右侧从前往后依次设置有常开触点、继电器接地端和常闭触点。

ttl是timetolive的缩写，虽然ttl从字面上翻译，是可以存活的时间，但实际上ttl是ip数据包在计算机网络中可以转发的最大跳数，ttl的主要作用是避免ip包在网络中的无限循环和收发，节省了网络资源，并能使ip包的发送者能收到告警消息。

本系统采用stm32f103系列单片机，实现发电机现场的电压、电流、发电机油料等关键信息实时监测，通过物联网技术实现各发电机（发电机现场控制器）和云平台的互联互通，实时查看现场信息，并根据现场异常情况决策是否启动或停止发电机，满足现场持续的用电安全和需求。

三、具体实施方式

一种基于物联网的发电机控制系统，包括客户端1、服务器2、控制系统3、发电机组4和电路板5，客户端1通过以太网与服务器2实现双向连接，服务器2通过以太网与控制系统3实现双向连接，控制系统3通过以太网分别与信息存储模块6和lte模块7实现双向连接，lte模块7通过rs485通讯与单片机8实现双向连接，单片机8分别与监控单元9、继电器控制模块10和电压监测单元11实现双向连接，监控单元9、继电器控制模块10和电压监测单元11的输出端均与发电机组4的输入端连接，电压监测单元11和发电机组4的输出端均与蓄电模块12的输入端连接，信息存储模块6与展示单元13实现双向连接，进一步说明，rs485通讯通信速率：波特率9600bps，8个数据位，1个起始位，1个停止位，无校验位，符合modbus通信协议，以集中监测使用情况的方式，有效提升了工作效率，用户可以随时随地通过客户端1对发电机组4进行监控，操作非常方便，快捷，实现工作效率至少提升了85％以上，节省现场值守的成本，终端设备自动上报剩余油料、电池电压、市电状态等信息，避免传统人员巡视的方式，极大提高设备维护效率、降低维护成本，提升用户体验。

展示单元13包括信息转码模块14、微型处理模块15、控制开关16、散热组件17和led显示屏38，信息转码模块14的输出端与微型处理模块15的输入端连接，微型处理模块15分别与控制开关16、散热组件17和led显示屏38实现双向连接，进一步说明，利用展示单元13的设置，构建一个大型的显示屏，为集中管理提供大型观察平台。

电压监测单元11包括发电机电压监测模块18、市电电压监测模块19和蓄电池电压监测模块20，发电机电压监测模块18用于对发电机的输出电压的监测，市电电压监测模块19用户对市电电压进行监测，蓄电池电压监测模块20用于对蓄电池的输入电压进行监测，进一步说明，通过对电压的监测，保证系统的正常运行。

监控单元9包括报警模块39、数据比较模块21、温度传感模块22、油量监控模块23、摄像组件24和定位模块25，数据比较模块21分别与报警模块39、温度传感模块22、油量监控模块23、摄像组件24和定位模块25实现双向连接，进一步说明，数据比较模块21为lm239型号数据比较器，温度传感模块22为ds18b20型号温度传感器，摄像组件24由多组摄像机组成而成，具体型号根据使用环境自行选择，定位模块25采用gps定位仪来进行定位。

lte模块7固定安装在电路板5顶部中部的左侧，继电器控制模块10固定在电路板5顶部后端的右侧，单片机8固定安装在电路板5顶部前端的右侧，电压监测单元11固定安装在电路板5顶部中部的前端，蓄电池电压监测模块20、发电机电压监测模块18和市电电压监测模块19从左往右依次固定连接在电路板5顶部且位于继电器控制模块10和单片机8相对的一侧之间。

继电器控制模块10的左侧从前往后依次设置有信号控制端26、电源接地端27和恒压端28，lte模块7的左侧从后往前依次设置有ttl转485接口a端29、ttl转485接口b端30和ttl转485接口接地端31，电压监测单元11的表面从左往右依次设置有电流采集接口32、发电电压采集接口33和市电采集接口34。

继电器控制模块10的右侧从前往后依次设置有常开触点35、继电器接地端36和常闭触点37。

四、技术总结

本发明公开了一种基于物联网的发电机控制系统，包括客户端、服务器、控制系统、发电机组和电路板，客户端通过以太网与服务器实现双向连接，服务器通过以太网与控制系统实现双向连接，控制系统通过以太网分别与信息存储模块和LTE模块实现双向连接，LTE模块通过RS485通讯与单片机实现双向连接，单片机分别与监控单元、继电器控制模块和电压监测单元实现双向连接，本发明涉及发电机管控技术领域。该基于物联网的发电机控制系统，以集中监测使用情况的方式，有效提升了工作效率，节省维护和管理成本，并且可以实现数据的自动统计，使得管理更加轻松高效，同时可以及时阻止不当操作，减少机组的损耗。

参考文献：

[1] 一种基于物联网的发电机控制系统.国知局.调节装置的制造及其应用技术.2021.5.28.