变电站设备温度实时监测与分析系统
变电站监控系统
变电站监控系统一、引言随着社会的进步和发展，电力供应的安全和稳定性变得越来越重要。
而变电站作为电力系统的关键环节，其安全和稳定性的保障显得尤为重要。
为了实现对变电站的有效监控和管理，变电站监控系统应运而生。
本文将对变电站监控系统进行详细的介绍与分析。
二、什么是变电站监控系统变电站监控系统是指集中对变电站进行监测、控制和管理的一套软硬件系统。
通过传感器、数据采集设备、通信设备以及监控终端等组成的系统，可以实时地对变电站内各种设备的运行状态和环境参数进行监测和获取，并能够对其进行远程控制和操作。
三、变电站监控系统的功能1. 实时监测变电站设备的运行状态：通过与变电站设备的连接，监控系统可以实时地获取变电站内各种设备的运行状态，包括电压、电流、温度、湿度等参数。
这使得运维人员能够及时发现设备运行异常情况，进行相应的处理和维护，最大限度地减少因设备故障而引发的停电事故。
2. 远程控制和操作：通过监控系统，运维人员可以随时随地对变电站内的设备进行远程控制和操作。
比如，当发生异常情况时，运维人员可以立即切断故障设备的电源，防止更大的事故发生。
此外，还可以进行设备的远程重启、参数调整等操作，提高了运维效率。
3. 数据采集和分析：变电站监控系统可以对变电站内的各类数据进行采集和分析。
通过对这些数据的分析，可以预测设备的寿命，提前进行维护和更换，降低维修成本。
此外，还可以通过数据分析，优化变电站的运行方案，提高运行效率，并节约能源。
4. 告警和报警功能：监控系统能够根据设定的阈值，对设备运行异常进行自动告警和报警。
这样一旦出现设备故障或运行异常，相关人员可以立即收到告警信息，并及时做出响应和处理，确保设备的安全和稳定运行。
四、变电站监控系统的优势1. 提高运维效率：变电站监控系统可以实现对设备的远程控制和操作，减少了运维人员的出发次数，提高了工作效率。
2. 提高设备的可靠性和稳定性：通过实时监测和数据分析，变电站监控系统可以提前发现设备的故障和异常情况，采取相应的措施进行处理，保证设备的可靠性和稳定性。
变电站自动化系统
变电站自动化系统变电站自动化系统是指利用先进的计算机技术和自动控制技术，对变电站的监控、保护、测量、通信等功能进行集成和自动化管理的系统。
该系统能够实现对变电站设备的实时监测、故障诊断和远程控制，提高了变电站的运行效率和可靠性，减少了人工操作的风险。
一、系统结构变电站自动化系统通常由以下几个部分组成：1.监控与操作层：包括人机界面、监控终端、操作终端等设备，用于实时监控变电站设备的运行状态、操作设备、接收报警信息等。
2.控制与保护层：包括控制器、保护装置等设备，用于对变电站设备进行控制和保护，如断路器的开关控制、保护装置的故障检测等。
3.通信与网络层：包括通信设备、网络设备等，用于实现变电站与上级调度中心、其他变电站之间的数据传输和通信。
4.数据与信息处理层：包括数据采集装置、数据库、数据处理设备等，用于采集、存储、处理和分析变电站设备的运行数据，生成报表和统计分析结果。
二、功能特点1.实时监测：变电站自动化系统能够实时监测变电站设备的运行状态，包括电流、电压、频率等参数的监测，以及设备的温度、湿度等环境参数的监测。
2.故障诊断：系统能够通过对变电站设备的运行数据进行分析，及时发现设备的故障，并给出相应的警报和故障诊断结果，帮助运维人员快速定位和解决问题。
3.远程控制：通过网络通信技术，运维人员可以远程对变电站设备进行控制，如开关断路器、调整电压等操作，提高了操作的灵活性和安全性。
4.报警与通知：系统能够根据设定的阈值和规则，对变电站设备的异常情况进行监测，并及时发送报警信息给相关人员，以便他们能够及时采取措施。
5.数据分析与报表：系统能够对采集到的变电站设备运行数据进行处理和分析，生成各种报表和统计分析结果，为运维人员提供决策支持。
三、应用场景变电站自动化系统广泛应用于电力行业，特别是变电站的运维管理中。
它可以提高变电站的运行效率和可靠性，减少人为操作的风险，节约人力成本。
此外，变电站自动化系统还可以与其他智能化系统进行集成，如配电自动化系统、能源管理系统等，实现各个系统之间的数据共享和协同工作，进一步提高能源利用效率和运行安全性。
基于海迅实时数据库的变电站设备温度在线监测系统
Ｏｎ ｌ ｉ ｎ ｅ Ｔｅ ｍｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｕ ｒ ｅ Ｍｏ ｎ ｉ ｔ ｏ ｒ ｉ ｎ ｇ Ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｆ ｏ ｒ Ｓ ｕ ｂ ｓ ｔ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｅｑ ｕ ｉ ｐ ｍｅ ｎ ｔ Ｂａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ Ｈｉ ｇ ｈ Ｓ ｏ ｏ ｎ Ｒｅ ａ ｌ － ｔ ｉ ｍｅ Ｄａ ａｂ ｔ ａ ｓ ｅ
近 年 来 ，电 网负 荷 的急 剧 增 加 ， 变 电站 设 备 过 载 发 热 现 象 频 发 。甚 至 出现 设 备 烧 毁 的事 故 ， 严 重 影 响 了 电网 的 安 全稳 定 。设 备 从 发 热 到烧 毁 有 一 个 量 变 的发 展 过 程 。 因此 ，及 时 发 现 设 备 的发 热 缺陷， 是 避 免 发 生 过 热烧 毁 的关 键 。
术 ，开发 了变 电站设 备温度在线检测 系统 ，解决 了测温数 据采集 、传输 、存储和 发布 ３个关键 问题 ，
可 迅 速 实 时检 测 定 位 故 障 设 备 ，提 高 了供 电可 靠 性 。
Байду номын сангаас
关键词 ：海迅 实时数据库 ；变电站 ；设备 ；温度监测 ；无线通信
中图 分 类 号 ： Ｔ Ｐ ３ ９ ２ ： Ｔ Ｍ６ ３ １ 文献标志码 ： Ｂ 文章编号 ： １ ０ ０ ７ — １ ８ ８ １ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ９ — ０ ０ ６ ０ — ０ ４
ｔ ｉ ｍｅ，ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ｌ ｉ ａ ｂ ｉ ｌ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ ｐｏ ｗｅ ｒ ｓ ｕ ｐ ｐ ｌ ｙ ｃ ａ ｎ ｂ ｅ ｐ ｒ ｏ ｍｏ ｔ ｅ ｄ ．
Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄｓ ：Ｈｉ ｇ ｈ Ｓ ｏ ｏ ｎ ｒ ｅ ａ ｌ — ｔ ｉ ｍｅ ｄ ａ ｔ ａ ｂ ａ ｓ ｅ；ｓ ｕ ｂ ｓ ｔ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ；ｅ ｑ ｕ ｉ ｐ ｍｅ ｎ ｔ ；ｔ ｅ ｍｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｕ ｒ ｅ ｍｏ ｎ ｉ ｔ ｏ ｒ ｉ ｎ ｇ；ｗｉ ｒ ｅ ｌ ｅ ｓ ｓ Ｃ Ｏ ｌ ｎ ｌ ｎ ｕ —
变电站温度在线监测系统的建设方案
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提高设备运行效率
通过对设备温度的监测，可以优化设备的运行条件，提高设备运行 效率，减少能源浪费。
增加供电可靠性
实时监测变电站设备的温度，可以及时发现并处理设备故障，减少 设备故障对供电的影响，提高供电可靠性。
社会效益
1 2 3
提高供电服务质量
通过对变电站设备温度的监测，可以及时发现并 处理设备故障，减少设备故障对用户用电的影响 ，提高供电服务质量。
数据分析与报警
数据分析
对处理后的温度数据进行统计分析，包括平均值、最大 值、最小值等指标的计算，以及趋势分析、异常检测等 方法的运用。
报警机制
根据数据分析结果，设定报警阈值，当监测温度超过预 设阈值时，系统自动触发报警，并将报警信息发送至相 关人员。
人机界面设计
用户登录与权限管理
设计用户登录界面，实现不同权限用 户的登录及系统操作功能。
系统架构与组成
01 感知层
由温度传感器、数据处理模块等组成，负责采集 和初步处理变电站温度数据。
02 网络层
通过物联网技术，将感知层数据传输至云平台。
03 应用层
展示监测数据、提供远程监控界面、实现智能报 警等功能。
系统工作原理
温度传感器采集变电站内的温度数据 ，通过无线传输技术将数据发送至数
据处理模块。
处理后的数据通过物联网技术上传至 云平台，进行存储和分析。
数据处理模块对接收到的数据进行初 步处理，如数据过滤、格式转换等。
管理人员可以通过远程监控界面随时 查看变电站的温度数据，系统也会根 据设定的规则自动报警，提醒相关人 员处理异常情况。
03
硬件设计
温度传感器选择
变电站监控系统
变电站监控系统变电站监控系统的重要性与应用近年来，随着能源的高速发展与城市化进程的加快，电力供应的稳定性和安全性问题越来越受到人们的关注。
为了确保变电站运行的安全稳定，变电站监控系统应运而生。
变电站监控系统旨在通过实时监测、数据分析和智能化预警，提高变电站的稳定性和可靠性，保障电网运行的安全性。
首先，变电站监控系统可以实时监测变电设备的运行状态。
通过各种传感器和监控设备，可以全面地监测变电站的发电机、变压器、开关设备等重要设备的温度、电流、电压等参数。
一旦发现设备异常，系统会立即发出警报并通知运维人员进行处理，从而及时防止设备故障引发的事故，并保障电力系统的正常供电。
其次，变电站监控系统可以对变电设备进行数据分析和故障诊断。
系统通过采集和分析变电设备的大量数据，可以提前预警设备的潜在故障，并根据数据模型和算法进行故障诊断。
这不仅可以提高设备运行的可靠性，还可以减少设备故障对整个电力系统的影响。
同时，在故障发生后，系统还能够对故障进行快速定位和排查，以便更加高效地解决问题。
另外，变电站监控系统还可以实现对变电站安全的全面监控。
通过监控设备和相应的软件平台，可以对变电站的视频监控、门禁管理、入侵报警等安防系统进行集成管理。
这样一来，可以有效地防范各种安全风险，加强对变电站的安全保护。
此外，变电站监控系统还可以与电网调度中心进行集成，实现电网运行的实时监控和远程操作。
通过与电网调度中心的数据交互，可以及时了解电网的运行情况，为电网运行决策提供参考依据。
同时，还可以实现远程开关操作、调整负荷等功能，提高电网的运行效率和灵活性。
综上所述，变电站监控系统的重要性与应用不可忽视。
它可以通过实时监测、数据分析和智能化预警，提高变电站的稳定性和可靠性，保障电网运行的安全性。
在电力供应稳定性和供能安全性成为社会关注热点的背景下，变电站监控系统将成为未来电力行业发展的重要方向。
变电站监控系统的基本结构
变电站监控系统的基本结构随着电力行业的发展和电网规模的扩大，变电站的监控系统变得越来越重要。
变电站监控系统是指用于监测、控制和管理变电站运行状态的一套设备和软件系统。
它可以实时监测变电站的各项指标，及时发现故障并报警，提高变电站的安全性和可靠性。
下面将介绍变电站监控系统的基本结构。
一、硬件设备部分变电站监控系统的硬件设备部分包括传感器、数据采集器、通信设备和控制器等。
传感器是监测设备状态和环境参数的重要组成部分，常见的传感器有温度传感器、湿度传感器、压力传感器、电流传感器等。
数据采集器用于采集传感器的数据，并将其转化为数字信号进行处理。
通信设备用于与上级监控中心进行数据通信，常见的通信设备有以太网、无线通信设备等。
控制器用于控制变电站的各种设备，如断路器、隔离开关等。
二、软件系统部分变电站监控系统的软件系统部分包括数据处理、数据存储和数据分析等功能。
数据处理模块负责对采集到的数据进行处理，如数据滤波、数据校正等。
数据存储模块用于存储采集到的数据，以备后续查询和分析使用。
数据分析模块用于对存储的数据进行分析，如故障诊断、负荷预测等。
三、监控中心部分变电站监控系统的监控中心部分是整个系统的核心，它负责对变电站的运行状态进行监控和管理。
监控中心通常由监控服务器、显示器和操作终端组成。
监控服务器负责接收和处理来自变电站的数据，并将其显示在显示器上。
操作终端用于操作监控系统，控制变电站的设备。
监控中心还可以与其他监控系统进行数据交互，实现更高层次的监控和管理。
四、网络部分变电站监控系统需要通过网络与上级监控中心进行数据通信。
网络部分通常包括局域网和广域网两部分。
局域网用于变电站内部的设备互联，广域网用于变电站与上级监控中心之间的数据传输。
网络部分还包括网络设备，如交换机、路由器等。
变电站监控系统的基本结构如上所述，它通过硬件设备、软件系统、监控中心和网络部分相互配合，实现对变电站运行状态的全面监控和管理。
变电站在线监控系统
变电站在线监控系统变电站在线监控系统是现代电力系统的重要组成部分，它通过实时监控变电站内的各种设备状态，确保电力系统的稳定运行和高效管理。
该系统利用先进的传感器技术、通信技术和计算机技术，实现了对变电站内设备的全面监控，包括变压器、断路器、继电保护装置等关键设备的运行状态。
首先，变电站在线监控系统的核心是数据采集。
系统通过安装在设备上的传感器，实时收集设备的运行数据，如温度、压力、电流、电压等。
这些数据通过通信网络传输到监控中心，由监控软件进行处理和分析。
其次，系统的数据处理和分析功能是确保电力系统安全运行的关键。
监控软件能够对收集到的数据进行实时分析，及时发现设备的异常情况，如过载、过热等。
一旦发现异常，系统会自动发出警报，并提供相应的处理建议，以避免设备故障或事故的发生。
此外，变电站在线监控系统还具备远程控制功能。
在紧急情况下，操作人员可以通过系统远程控制变电站内的设备，如断开故障线路、调整变压器的运行参数等，以快速响应和处理突发事件。
系统还具有数据存储和历史分析功能。
所有收集到的数据都会被存储在数据库中，便于进行历史数据分析和趋势预测。
通过对历史数据的分析，可以发现设备的潜在问题，提前进行维护和检修，从而延长设备的使用寿命。
最后，变电站在线监控系统还支持与其他电力系统的集成，如电网调度系统、电力市场交易系统等。
通过与其他系统的集成，可以实现电力资源的优化配置和电力市场的高效运作。
综上所述，变电站在线监控系统通过实时监控、数据处理、远程控制、数据存储和系统集成等功能，为电力系统的安全、稳定和高效运行提供了有力保障。
随着技术的不断发展，未来的变电站在线监控系统将更加智能化和自动化，为电力行业的发展做出更大的贡献。
变电站智能监控系统的设计
变电站智能监控系统的设计随着电力系统的不断发展和壮大，变电站作为电力传输和分配的重要枢纽，其安全稳定运行对于保障电力供应的可靠性至关重要。
为了实现对变电站的高效、实时、准确监控，设计一套先进的智能监控系统成为了必然趋势。
一、变电站智能监控系统的需求分析在设计变电站智能监控系统之前，首先需要对其需求进行全面的分析。
变电站监控的主要目标是确保设备的正常运行、及时发现并处理故障、保障人员安全以及提高运维效率。
具体需求包括以下几个方面：1、设备状态监测对变电站内的各种设备，如变压器、断路器、隔离开关等进行实时监测，获取其运行参数，如电压、电流、温度、湿度等，以判断设备是否处于正常工作状态。
2、环境监测监测变电站内的环境参数，如温度、湿度、风速、烟雾等，为设备的正常运行提供适宜的环境条件。
3、图像监控通过安装摄像头，实现对变电站内设备和场景的实时图像监控，以便及时发现异常情况。
4、数据采集与传输能够准确、快速地采集各种监测数据，并将其可靠地传输到监控中心。
5、故障诊断与预警能够对采集到的数据进行分析处理，及时诊断出设备故障，并发出预警信号，以便采取相应的措施。
6、远程控制支持远程控制设备的操作，如开关的分合、设备的启停等。
7、安全防范具备入侵检测、火灾报警等安全防范功能，保障变电站的安全。
8、数据分析与报表生成对监测数据进行分析处理，生成各种报表，为运维决策提供数据支持。
二、系统总体架构设计基于上述需求分析，变电站智能监控系统的总体架构可以分为感知层、传输层和应用层三个部分。
1、感知层感知层主要由各种传感器、摄像头等监测设备组成，负责采集变电站内的设备状态、环境参数和图像等信息。
传感器可以采用智能传感器，具备数据采集、处理和传输功能，能够将采集到的数据以数字信号的形式传输给上层系统。
2、传输层传输层负责将感知层采集到的数据传输到应用层。
传输方式可以采用有线通信（如以太网、光纤等）和无线通信（如 4G、5G 等）相结合的方式，以满足不同场景下的数据传输需求。
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9. 灵敏度高 (无线±0.1º C 有线± 0.01º C)
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现有测温监Байду номын сангаас技术对比
目前唯一的无源无线、恶劣环境监测温度传感器件
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无线无源测温网络结构
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在线监控与数据分析
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数据分析
电气实时、历史信息 温度实时、历史信息
设备铭牌信息 设备试验、检修信息 管理信息网络 温度信息监测网络 电气信息监测网络
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历史数据分析
铭牌 信息
设备
温度 信息
健康度 评估
设备 检修
检修 记录
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实时数据分析
电气 信息
预警
温度 信息
保护 跳闸
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系统分布式体系结构（适用于整站级）
站控层
S C A D A
数据交换 前置机 (61850)
实时数 据库
监控与分析系统
历史数 据库
间隔层
数据采集前置机1 (Modbus)
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问题的提出
对于开关柜接头触点的温度监测尚没有有 效方法解决，作为监测的替代方式，通常采用
效率低且代价高的人工红外探测巡检方式，实
时温度监控成为目前智能电网的一大难题。
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开关柜温度监测解决方案
变电运行、检修人员 PMIS信息系统
变 电 站 实 时 监 测 网 络
协 议 接 口
温度监控与数据 分析系统
数据的传输：声表面波传感器芯片获得能量后进行温度感
测，然后返回信号给数据采集器，数据采集器通过485 或以太网络将数据传入监控系统。
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工作原理
电磁脉冲信号 声表面波 天线
信号发射/接 收装置
信息波信号
T = 25° C
输出
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工作方式
• 采集器天线固定在传感器无 线传输距离范围内的位置， 其他部分（接收箱）则安装 在开关柜仪表室，由单独的 电源供电。 • 采集器通过485总线或以太网 络将数据传回采集前端，最 终在主站系统中显示。
温 度 保 护 装 置
61850
Modbus协议接口 无线无源温度传感网络
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无线无源温度传感网络
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常规温度传感器的不足 热敏电阻/点偶的方式：缺点在于无法无线无源，即使采用
无线发送模块，在电网的磁场、电场和热场复杂情况下，抗干扰能力弱而 无法正常工作。
采用光纤方式：缺点在于光纤属于有线方式，会破坏既有设备构
仪的成本较高，不利于推广使用。
线圈自取电等俘能方式：是常用的一种自供电方式，该方
式线圈体积大，俘能方式不稳定。
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声表面波（SAW）温度传感器 原理：
能量来源：来自数据采集器433MHz射频信号的超低能量
无线电电能。
温度测量：声表面波传感器芯片获得能量后，采用压电接
触式探测温度（热胀冷缩、频率变化）。
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基于无线无源温度传感网络的 变电站触点温度实时监控与数据分析
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纲要
1
无线无源温度传感网络
2
温度在线监控与数据分析系统
3
系统功能演示
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问题的提出
•电网设备外部热故障 90%来自接头处 •电网安全事故70%以上开关柜、断路器等过热有关。
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采用红外测温
方式，存在测 温死角、耗费 人力，不利于 数据的统计分 析，无法实现 开关柜温度的 在线监测和状 态检修。
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技术性能指标
1. 读取范围远 >2- 20米 2. 可在金属和液体产品使用上 3. 可在高温差(-100℃～1400℃)、强电磁干扰等恶劣环境下使用 4. 具有多物理量检测能力:温度、压力、应力、加速度； 5. 高速目标，350Km/H高铁RFID铁路车号识别 6. 规模生产，价格低： 7. 抗伪造能力强：不可读写，码位长（可达128位）。 8. 可分布式组网（码分多址）
架，而且高压情况下还会出现漏电、爬电隐患。
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红外成像的方法：在变电站套管、避雷器、母线等设备的温度
监测中应用较多，但由于高压开关柜内部结构复杂，元件互相遮挡较多， 通过红外图谱间接获取温度数据其准确性不能满足要求，对红外图谱的计 算机识别技术水平还不能替代人工识别，自动化程度不高，同时红外热像
越 限 告 警 分 析
测 与 告 警
单柜设备 监视视角
报 表 输 出
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设备在线状态检修
基于矢量的数图模型建立
检 设 备 状 态 评 价 修 安 全 风 险 分 析 检 修 策 略 分 析 检 修 计 划 制 定
接 线 图 及 测 温 点 绘 制 平 台
电 气 设 备 信 息 模 型 建 立
设 备 温 度 模 型 建 立
数据采集前置机n (Modbus)
以太/485网络
过程层
读写器1
读写器2
读写器n
无线射频网络
传感器1 传感器n 传感器1 传感器n 传感器1 传感器n
LOGO
至主站
WebServicee
在 线 监 测 系 统 实 施 方 案 示 意 图
继 保 室
站控层（站内后台、交换机）
Report Log
File
综 合 数 据 网
现 地
间隔层（温度数据采集与协议转换IED） UDP/MODBUS 过程层（高压开关柜，SWA传感器，射频接收发射装置 ，读写器）
LOGO
系统软件的功能架构
变电站触点温度监控与数据分析系统
监控主页
温度数据分析
设备状态检修
图数模型建立
系统配置
实时及历史数据库
无线无源温度传感网络、电网监控网络、PMIS数据库
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全图形监测主页
基 于 主 接 线 图 的 温 度 监 无 线 无 源 传 感 网 络 监 测 全系统 综合监视 主 站 侧 通 信 状 态 监 测 支路 监视视角 设 备 温 度 变 化 趋 势 分 析
温度数据分析
设 备 温 度 分 告 析 警 阈 值 范 围
设 备 温 度 预 测 分 析
LOGO
系统集中式网络架构（适用于小规模应用）
监控与分析系统
协议解析与数据 缓存 历史数 据库
以太/485网络
读写器1
读写器2
读写器n
无线射频网络
传感器1 传感器n 传感器1 传感器n 传感器1 传感器n