[发明专利]一种户外电费交费设备故障风险指数预测装置及预测方法

摘要

一种户外电费交费设备故障风险指数预测装置及预测方法属于配电网技术领域，特别涉及一种户外电费交费设备故障风险指数预测装置及预测方法。本发明提供一种提取简单，精确度高的种户外电费交费设备故障风险指数预测装置及预测方法。本发明户外电费交费设备故障风险指数预测装置包括信号采集单元、A/D转换单元、中央处理单元、4G通信传输单元和人机交互信息显示单元，其结构要点信号采集单元的输出端口与A/D转换单元的输入端口相连，A/D转换单元的输出端口与中央处理单元的数据输入端口相连，中央处理单元的数据输出端口分别与人机交互信息显示单元输入端口、4G通信传输模块的输入端口相连。

主权项

1.一种户外电费交费设备故障风险指数预测装置，包括信号采集单元、A/D转换单元、中央处理单元、4G通信传输单元和人机交互信息显示单元，其特征在于信号采集单元的输出端口与A/D转换单元的输入端口相连，A/D转换单元的输出端口与中央处理单元的数据输入端口相连，中央处理单元的数据输出端口分别与人机交互信息显示单元输入端口、4G通信传输单元的输入端口相连；所述信号采集单元包括时间计时器、交费次数计数器、温度传感器、降雨量传感器、风速传感器，时间计时器输出端口、交费次数计数器输出端口、温度传感器输出端口、降雨量传感器输出端口、风速传感器输出端口分别与A/D转换单元的输入端口相连；所述降雨量传感器采用BL‑YW900型号雷达液位计，风速传感器采用YJ‑FS100型号，温度传感器采用HE‑200型号红外温度传感器，时间计时器采用DS12C887型号时钟芯片，计数器采用FX2N‑1HC型号；所述A/D转换单元采用TLC2543串行A/D转换器，4G通信传输单元采用ME3760型号的LTE模块，人机交互信息显示单元采用HG1286402C型号的液晶显示模块；中央处理单元选用型号为STC89C51的单片机；时间计时器、交费次数计数器、温度传感器、降雨量传感器、风速传感器的输出端分别经过信号转换电路后连接到A/D转换器TLC2543的输入端AIN0‑AIN5，A/D转换器TLC2543的输出端EOC、I/O、IN、OUT、CS分别连接到51单片机STC89C51芯片的P0.0‑P0.4引脚，单片机STC89C51芯片的P1.0‑P1.7与液晶显示模块的D0‑D7连接，单片机STC89C51芯片的P2.0‑P2.4与液晶显示模块的RS、RW、CS1、CS2、EN相连接，STC89C51芯片的RXD、TXD引脚与4G通信传输单元ME3760的DATA、DATA1端相连，4G通信传输单元的ATN1端通过1.0pF电容与天线连接；时间、交费次数、温度、降雨量、风速信息经过各传感器，进行同步采样、保持、A/D转换，变为数字信号后，送入单片机的数据输入口，再由单片机对时间、交费次数、温度、降雨量、风速信息数据进行计算后，计算结果通过液晶显示模块进行显示并将数据送到4G通信传输单元，为与远方调度通讯做好准备；所述户外电费交费设备故障风险指数预测装置的预测方法，包括如下步骤：步骤1：对时间、交费次数、温度、降雨量、风速5个数据进行测量，其中时间单位为小时、交费次数单位为次，温度单位为摄氏度、降雨量单位为毫米、风速单位为米/秒，得到5组离散有序时间序列：步骤2：对时间序列进行标准化处理：步骤3：建立可靠性模型串联可靠度模型为：并联可靠度模型为：并串联可靠度模型为：串并联可靠度模型为：故障率λ_i为常数0.12.步骤4：计算可靠度的上下限值n＝5,m＝5，可靠度上限为：其下限模型为：步骤5：计算判断停止条件为：式中，ε等于0.05；步骤6：计算户外电费交费设备故障风险指数值：He＝R(x)步骤7：将户外电费交费设备故障风险指数值：He＝R(x)的预测结果通过液晶显示模块显示并通过4G通信传输单元发送至远方调度终端，以便维修人员及时进行检修。