基于物联网的防小动物移动监测技术研究的开发和应用

余敏　杨宏斌　叶宇超

摘要：本文通过对电力系统中近年来由于无人值班后部分变电站鼠害严重，破坏二次电缆甚至造成主设备故障的事件时有发生的情况进行分析，采取放置老鼠药、鼠笼、粘鼠板等手段进行捕杀，收效不大。本文提出了一个的解决方案，依托物联网和移动通信技术设计出一套基于物联网的防小动物移动监测系统，通过现场的移动监测设备采集现场有移动的物体，利用微信平台推送和分享告警，实时掌握小动物的活动轨迹，对采集数据进行有效分析后，对经常有老鼠出没的路径放置老鼠药、鼠笼、粘鼠板等效果十分显著。

关键词：变电站；老鼠；措施；微信平台

中图分类号：TP391.45 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2018）09-0029-03

目前110千伏及以下变电站普遍采用无人值班管理模式，随着电网发展，变电站数量越来越多，变电站是电力网中的重要枢纽中心，变电站的安全可靠运行涉及到广大人民群众生产生活用电问题。在变电站的各项工作中，特别重视安全工作，在安全工作中，只要影响电网安全运行的就没有小事。防小动物管理作为电网变电运行的一项重点工作，关系到电网的安全稳定运行，一旦发生小动物事故，轻则出现设备异常，重则出现大面积停电，造成严重的经济损失和不良的社会影响，因此及时发现小动物（本文主要指老鼠）踪迹并捕杀，确保变电站不发生小动物事件是一项非常重要的工作。而目前变电站中防小动物还是普遍采用以往有人值班的管理模式，依靠运行人员放置诱饵、鼠笼、黏鼠板等待老鼠自投罗网，面临越来越多的变电站，“守株待兔”的管理模式已无法满足运行管理的要求，必须改变现有的管理模式，创新先进技术手段实现小动物监测、预警及捕杀，切实提高运行管理的效率。

通过基于物联网技术防小动物监测系统将彻底解决运变运行人员无法实时掌握现场小动物活动的现状，大大提高小动物的管控能力，使被动的守株待兔式管理转变为主动管理，通过主动监测发现老鼠踪迹，主动出击采取针对性捕杀或防治措施，防小动物管理工作针对性开展，有效提升运维工作效率。

1 研究目标

本系统利用物联网移动监测技术，在现场经常有小动物出没的区域放置移动监测装置，有活动物体移动进行监测，如在电缆沟，户外设备区的田地里，下水道，排水沟道等的场所安装移动监测装置用以监测活动物体的行踪情况，针对性巡视，有效减少运维人员巡视无效巡视次数；在变电站小动物容易进入的场所安装移动监测装置，可有效提高应急响应的针对性和效率。结合移动互联网通信技术，利用手机微信平台，实现数据监测和实时告警功能，方便运行人员对告警信息的获取和分享，为及时掌握现场运行的状态提供依据。

本项目基于对移动互联网通信技术与物联网技术研究，着力于建设一套变电站防小动物移动监测系统，该系统通过构建的无线网络来监测变电站小动物的移动轨跡及经常出没的位置等，在监测到活动物体移动后出现异常时手机报警图片及时通知工作人员后有针对性的对该区域内着重放置老鼠药、鼠笼、粘鼠板等手段进行捕杀，效果非常显著。从而保障变电站安全运行，提高变电站防小动物效率。

2 系统设计方案

本项目防小动物监测系统分为三层架构，有监测层、传输层和应用层。监测层是各监测终端设备节点，对变电站内的有可能小动物出没的场所安装探测器，然后将采集的视频通过移动数据网络进行实现数据的传输.当发现摄像机视角内有活动时，警报信息通过手机微信端推送。系统大致结构设计如图1所示。

2.1 系统主要功能

2.1.1 实时监控功能

监控中心平台可实时监测各个变电站，配电室的小动物入侵告警信息，并可通过辅助监控平台配合视频画面实时预览现场视频图像。

2.1.2 告警联动功能

小动物探测感应器，可触发告警信号，通过辅助控制主机主动上送到监控中心后台，联动前端视频抓拍，监控客户端可自动弹出视频画面，联动驱动声光报警，预警联动发送告警提示等功能。

2.1.3 抓拍查询功能

小动物入侵感应器，触发告警后可及时联动现场点位摄像机进行即时抓拍，记录告警信息，方便查询分析。

2.1.4 记录分析功能

辅助监控中心软件，可配置记录分析功能，针对频繁监测的小动物踪迹行为的场所进行有效的分析统计，找出规律，提供数据分析决策依据。

2.1.5 点对点监控

对发现小动物踪迹的监视点自动检测并向指定手机发送告警信息及图片，并可查阅当时的录像。

2.1.6 报警信息分享

本方案可方便地通过共享设备、告警以及通过微信分享。

2.1.7 自动录像

发生小动物告警后，装置自动录像并存储在当地，并可调取。

2.2 系统主要特点

（1）通过发现小动物踪迹预警，实现无人值班变电站防小动物管理的可控、能控。

（2）通过物联网技术的应用，实施相对简单，便于推广实施。

（3）可提高防小动物管理的针对性和实效，有效的节约运维人员的维护时间，提高现场运维效率。

（4）改变传统管理模式，提升变电站变电运维的信息化管理水平。

（5）通过移动通信网进行数据传输，安装简单方便，但数据流量大，数据无法接入内网。

（6）通过手机接收告警信息，实时性强。

3 主要技术要点

3.1 移动侦测技术

移动侦测也称为运动检测，主要功能为守自动报警和监控录像。摄像头所采集不同帧率的图像被CPU按照一定算法进行比较和计算，当画面发生变化时，计算比较结果所得出的数字会超过阈值，并指示系统能自动作出相应的处理。本系统使用该技术实现电缆层人员无法探视的位置感应老鼠等动物移动的状态，自动记录老鼠活动的轨迹，从而为防治提供依据。

3.2 移动通信技术

移动通信技术依靠的是无线通信信号，其设备不受有线通信及地点的限制收发数据，本系统应用层主要通过微信平台服务及服务号接口利用微信App软件开发，完成移动监测数据的查询及报警推送等功能。

3.3 电力物联网技术

电力物联网为企业现代化运营模式提供全方位支撑，主要分为电力物联网感知层、网络层及应用层，感知层着重统一的信息模型，包括统一标识、统一数据表达格式、统一语义等，形成相关标准规范，研发系列传感器、标准化通信模块及信息格式转换设备等。网络层研究并制定统一通信规约，开发标准化通信芯片、无线通信装置、标准化接入网关等，引入多种融合通信技术，丰富通信手段，解决信息中远距离可靠传输问题。

3.4 微信交互技术

为了更好的用户体验，利用微信公众号作为数据的交互平台可以，支持富媒体交互，视频、图片、音频等，对接任何系统做到随时随地交互，信息传达效率极高。微信是我们当前最普及的信息交流平台，采用微信实现防小动物移动监测告警，信息在较私密的环境下传达，大大提高信息传播的效率和针对性。

4 实际应用情况

针对某供电公司某变电站中经常出现鼠患问题，在该变电站电缆层安装了一套移动监测系统，并接入网络服务器和微信公众号。系统安装一周后系统手机端在凌晨3点左右推送报警，查看报警信息后发現电缆层出现老鼠（如图2）发生在现场有老鼠出现，并连续几天出现。运维站人员根据监测情况在老鼠活动区域增加了诱饵的布点，在老鼠经过的路径上针对性地布置了黏鼠板，在完成这些措施后第二天果然抓住一只老鼠，并在此后前后共抓住8只老鼠，从而解决了该变电站的鼠害问题。

在该变电站成功进行灭鼠后，又在两座变电站进行了实用化的应用，均取得了很好的效果，通过监测电缆层下有物体移动异常时，手机微信端立即会收到报警信号，通过报警图像进行分析移动物体的移动轨迹后，班组长在对现场有针对性的着重放置老鼠药、鼠笼、粘鼠板等手段进行捕杀。除了在户内电缆层使用外，系统还应用于户外防小动物（老鼠）监测和灭鼠。在某山区变电站出现老鼠咬断光缆通讯中断事件，现场运维人员采用其他常规灭鼠办法效果不大。在安装本系统一个月后，发现电缆沟出现老鼠踪迹，通过针对性布置黏鼠板，现场共抓获15只老鼠。见图3：

通过多个实用案例我们发现通过该系统运维人员随时可掌控现场是否有小动物的存在，当出现有小动物活动被监测时会及时告警通知有关人员，以便运维人员安排现场运维，排除小动物咬断电线，蛇爬上设备等将会造成一、二次回路断线，保护误动作，设备短路接地，直接跳闸等事故；有效解决对防小动物的困扰，提高辅助设施运行效果，切实保障设备安全运行。本系统搭建在社交平台微信上，具有良好的交互、交流特点，大大提高了运行环境状况监测的效率和实时性。

5 推广价值

智能化变电站是目前发展的趋势，随移动物联网技术的不断发展，高效率的变电站辅助监控得到进一步发展。本系统基于移动互联网通信与物联网两大技术基础上，建设了一套变电站防小动物移动监测系统，变电站小动物的活动轨迹通过构建的无线网络来监测，当有小动物出现，及时向运行人员发送监测到的图片及告警信息，得到及时处理，切实保障变电站的安全运行，提高变电站监控的效率。经过前期试运行，本系统使用效果明显，可大大提高现场运维效率，特别对于提高防小动物专项工作效果明显，因此极具推广价值。

下一步将搭建专用的电力物联网的通信网，结合物联网技术开发更多应用，提高智能变电站的可靠性，更好地为智能电网建设服务。

6 结语

本文有效解决了变电站普遍存在的防小动物管理难题，提出的变电站防小动物移动监测系统方案，成功用于现场，并取得良好效果。实现变电站防小动物移动监测的实时监测，有针对性的对防小动物进行捕杀，切实改善设备运行环境，保障设备安全运行。本系统具有易于操作、交互性好、性能可靠、使用方便等特点。

参考文献

[1]余敏，姚勤丰，杨宏斌.基于微信平台的环境辅助监控系统的开发和应用[J].数字技术与应用，2017，（06）：68-69+73.

[2]余敏，郑志坚.基于电力载波技术的变电站接地线综合管理系统[J].北京电力高等专科学校学报：自然科学版，2012，29.

[3]纪建伟，杨宏斌，张宇时，王雪.五味子烘干控制系统的设计[J].农业工程学报，2008，24（S2）：311-314.