CN103327070A - 一种基于3g物联网技术的输电线路多状态信息监测系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种基于3G物联网技术的输电线路多状态信息监测系统，包括前端信息采集传输设备、后台服务器以及客户端；前端信息采集传输设备通过3G无线网络接入互联网，通过互联网与后台服务器连接；后台服务器通过互联网与前端信息采集传输设备进行数据传输，获取输电线路音视频信息以及运行状态参数信息；客户端通过互联网或者局域网与后台服务器连接，根据用户指令向后台服务器发出指令，获取输电线路音视频信息以及运行状态参数信息。本发明集成输电线路图像监控与输电线路多种运行状态参数监控等监测方法于一体，更精确全面反映输电线路设备的运行状态。

Description

一种基于3G物联网技术的输电线路多状态信息监测系统

技术领域

本发明属于输电线路检测领域，涉及一种采用多种方式进行监测的输电线路多状态信息监测系统，特别涉及一种基于3G物联网技术的，综合数字化图像监控以及运行状态参数监控等多种监测方法于一体的输电线路多状态信息监测系统。

背景技术

传统输电线路监测系统利用视频服务器把摄像机的模拟视频信号转变成数字信号，进行压缩后将视频信号通过网络上传到变电工区或供电公司，只能监视电力系统中重要运行设备的外观运行状态；反映不出设备运行的电流、电压以及设备变位信号等，不能对运行设备的运行状态数据进行监测。综合图像监视以及设备运行数据采集的多状态信息状态监测系统成为输电线路监测系统的新的需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于3G物联网技术的输电线路多状态信息监测系统，以解决现有输电线路监测系统仅能监测图像信息或者仅能监测一种或几种参数，无法同时监测图像信息与输电线路多种状态信息的问题。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于3G物联网技术的输电线路多状态信息监测系统，包括前端信息采集传输设备、后台服务器以及客户端；前端信息采集传输设备通过3G无线网络接入互联网，通过互联网与后台服务器连接；后台服务器通过互联网与前端信息采集传输设备进行数据传输，获取输电线路音视频信息以及运行状态参数信息；客户端通过互联网或者局域网与后台服务器连接，根据用户指令向后台服务器发出指令，获取输电线路音视频信息以及运行状态参数信息。

本发明进一步的改进在于：前端信息采集传输设备由音视频采集终端、设备信息采集终端、无线传感器接入终端以及3G无线数据传输设备组成；3G无线数据传输设备用于将音视频采集终端、设备信息采集终端和无线传感器接入终端上传的信息通过3G无线网络接传输给后台服务器。

本发明进一步的改进在于：音视频采集终端接收摄像机、音频设备采集的输电线路音视频信息，并对音视频信息进行编码处理，处理后的数据通过以太网传输至3G无线数据传输设备。

本发明进一步的改进在于：设备信息采集终端为前端信息采集传输设备的模拟量变送器采集接口模块，用于接收模拟量变送器信号、开关量报警信号，并上传给至3G无线数据传输设备。

本发明进一步的改进在于：无线传感器接入终端作为无线传感器网络接口，与输电线路既有的无线传感器组成无线传感器网络，通过既有的无线传感器获得输电线路设备的运行状态数据并上传给至3G无线数据传输设备。

本发明进一步的改进在于：音视频采集终端接收输电线路运行的音视频信号；设备信息采集终端接收输电线路运行的电流、泄露电流和电压信号；无线传感器接入终端接收输电线路运行时的温度、湿度、风速、风向、振动和噪声信号。

本发明进一步的改进在于：音视频采集终端连接有若干采集输电线路运行时的视频信息和音频信息的摄像机、音频设备；设备信息采集终端连接有若干采集输电线路运行的电流、泄露电流和电压信号的电流传感器、电压传感器；无线传感器接入终端连接有若干采集输电线路运行时温度、湿度、风速、风向、振动和噪声信号的无线传感器；所述若干摄像机、音频设备、电流传感器、电压传感器、无线传感器构成局域物联网，且每个摄像机、音频设备、电流传感器、电压传感器、无线传感器上均设有电子标签。

本发明进一步的改进在于：3G无线数据传输设备通过内置CDMA2000、WCDMA、TD-SCDMA三种3G网络通信模块准确获取三种3G网络的信号强度，并将三种3G网络按其信号强度由高到低进行排序，根据排序结果将音视频数据以及设备运行状态数据分配到不同的3G网络通信模块上，视频在信号最强的3G通信模块传送，音频在次强的3G通信模块传送，设备运行状态数据在较差的3G通信模块传送，从而实现多种网络并发的数据传送。

本发明进一步的改进在于：所述3G无线网络为CDMA2000、WCDMA或TD-SCDMA。

本发明综合数字化图像监控以及输电线路设备运行状态参数监控等多种监测方法于一体，将图像信号、传感器采集的设备状态信号进行数字化，通过3G无线通信网络进行实时传输，可同时实现音视频、温度、湿度、风速、风向、泄露电流、电压、振动、噪声等多种参数的监测。同时可通过485接口，外接数字化电力设备，通过多种监测手段精确反映输电线路设备的运行状态。

前端信息采集传输设备11主要实现音视频采集编码、多种设备运行状态信息的采集、3G无线网络通信控制以及无线传感器的接入，将采集到的音视频信息、设备运行状态参数等信息进行数字化，并通过3G无线网络传输至服务器。后台服务器12接入互联网，与前端信息采集传输设备11进行数字通信，实时接收前端信息采集传输设备11发送的图像信息、设备参数信息，并将接收到的信息进行处理、存储。同时响应客户端13的请求，按照一定通讯协议将图像信息、设备参数信息分发至各个客户端。此外服务器还可接收客户端12发出的控制指令，通过3G无线网络对前端信息采集传输设备11进行控制。

其中音视频采集终端21用于采集摄像机以及音频设备的模拟音视频信号，并将模拟音视频信号进行编码压缩。设备信息采集终端22主要实现对设备运行的参数进行采集，可实现输电线路多种传感器的接入。无线传感器接入终端23用来接入输电线路多种无线智能传感器，实时获取无线传感器的数据。3G无线数据传输设备24通过CDMA2000、WCDMA或TD-SCDMA等三种3G网络为整个系统提供网络传输通道，前端信息采集传输设备11通过3G无线数据传输设备24与后台服务器12连接。并且无线数据传输设备24可以通过内置CDMA2000、WCDMA、TD-SCDMA三种3G网络通信模块准确获取三种3G网络的信号强度，并将三种3G网络按其信号强度由高到低进行排序，根据排序结果将音视频数据以及设备运行状态数据分配到不同的3G网络通信模块上，视频在信号最强的3G通信模块传送，音频在次强的3G通信模块传送，设备运行状态数据在较差的3G通信模块传送，从而实现多种网络并发的数据传送。

本发明集成输电线路图像监控与输电线路多种运行状态参数监控等监测方法于一体。采用将CDMA2000、WCDMA或TD-SCDMA三种通信链路捆绑的方式进行数据传输。支持无线智能传感器的接入，其优点和有益的效果在于：

第一，集成输电线路图像监控与输电线路多种运行状态参数监控等监测方法于一体，更精确全面反映输电线路设备的运行状态。

第二，不受地域、时间限制，充分利用中国电信、中国联通、中国移动3G网络，只要有三种3G通讯方式中的一种信号，就可以实现远程无线监测。

第三，图像传输稳定、流畅，设备状态信息监测实时、可靠，无线数据传输设备可以通过内置的3G网络通信模块准确获取三种3G网络的信号强度，可将数据分配到不同的3G通信模块，实现多种网络并发的数据传送，提高无线数据的传输速率和可靠性。

第四，采用CDMA2000、WCDMA或TD-SCDMA三种通信链路捆绑的方式进行数据传输，大大增加了网络通信带宽，使得传输视频、音频的数据量比较大的信号成为可能；

第五，基于3G物联网技术的输电线路多状态信息监测系统可以同时处理多个前端信息采集传输设备及客户端的接入，具有良好的可扩展性；

第六，可采用完整且复杂的数据加密措施，具有良好的安全性。

附图说明

图1.本发明的系统结构框图；

图2.本发明前端信息采集传输设备结构框图。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明的技术方案。

请参阅图1所示，本发明一种基于3G物联网技术的输电线路多状态信息监测系统包括：前端信息采集传输设备11、后台服务器12以及客户端13。

其中前端信息采集传输设备11通过3G无线网络接入互联网，通过互联网与后台服务器12连接；后台服务器12中驻留遥视系统服务器软件，对前端信息采集传输设备11以及客户端13进行控制，通过互联网与前端信息采集传输设备11进行数据传输，获取输电线路音视频信息以及运行状态参数信息。客户端13可通过互联网或者企业局域网与后台服务器12连接，根据用户指令向后台服务器12发出指令，获取输电线路音视频信息以及运行状态参数信息。同时根据用户下发的命令，通过后台服务器12对前端信息采集传输设备11进行控制。

图2为前端信息采集传输设备11结构框图，前端信息采集传输设备11可接入模拟视频信号、音频信号、模拟量变送器信号、开关量报警信号以及无线智能传感器，完成对图像、音频的编码，对模拟量变送器信号进行采集数字化处理，通过无线传感器网络获取无线智能传感器采集到的温度、湿度、风速、风向、振动、噪声数据信息，同时根据开关量报警输入产生数字报警信号。

前端信息采集传输设备11主要由音视频采集终端21、设备信息采集终端22、无线传感器接入终端23以及3G无线数据传输设备24组成。

音视频采集终端21接收摄像机、音频设备的音视频信息，并对音视频信息进行采集编码处理，处理后的数据通过以太网传输至3G无线数据传输设备24，通过3G无线数据传输设备24无线传输至后台服务器12，并对云台进行控制。

设备信息采集终端22为前端信息采集传输设备11的模拟量变送器采集接口模块，可以接收模拟量变送器信号、开关量报警信号。

无线传感器接入终端23作为无线传感器网络接口，可与无线电力系统既有的无线传感器组成无线传感器网络，通过既有的无线传感器获得电力系统设备的运行状态数据。

3G无线数据传输设备24提供3G无线网络通信功能，可以通过内置CDMA2000、WCDMA、TD-SCDMA三种3G网络通信模块准确获取三种3G网络的信号强度，并将三种3G网络按其信号强度由高到低进行排序，根据排序结果将音视频数据以及设备运行状态数据分配到不同的3G网络通信模块上，视频在信号最强的3G通信模块传送，音频在次强的3G通信模块传送，设备运行状态数据在较差的3G通信模块传送，从而实现多种网络并发的数据传送。

针对第三代移动通信系统的特点，设计开发了一种新的自适应多速率链路适配方案。该方案综合考虑了自适应多速率编码器和功率控制对通信业务质量的影响，综合比较接收端的信号干扰比与切换门限值和发射功率与发射信号门限值，无线资源管理器能够根据跟踪具体链路的信道变化情况，选择合适的3G网络编码模式,提供可靠的业务质量并提高系统容量。基于WCDMA、CDMA2000、TD-CDMA系统FDD模式（全双工模式）上行下行链路平台,构造了AMR链路适配平台并进行了实现方案及算法性能的操作，结果表明,该技术能够跟踪信道快速变化，实现编码模式的平滑切换，优于单一编码模式，为系统平台通信提供了适用于第三代移动通信系统的3G链路适配解决方案。

Claims (9)

1.一种基于3G物联网技术的输电线路多状态信息监测系统，其特征在于，包括前端信息采集传输设备（11）、后台服务器（12）以及客户端（13）；前端信息采集传输设备（11）通过3G无线网络接入互联网，通过互联网与后台服务器（12）连接；后台服务器（12）通过互联网与前端信息采集传输设备（11）进行数据传输，获取输电线路音视频信息以及运行状态参数信息；客户端（13）通过互联网或者局域网与后台服务器（12）连接，根据用户指令向后台服务器（12）发出指令，获取输电线路音视频信息以及运行状态参数信息。

2.根据权利要求1所述的一种基于3G物联网技术的输电线路多状态信息监测系统，其特征在于，前端信息采集传输设备（11）由音视频采集终端（21）、设备信息采集终端（22）、无线传感器接入终端（23）以及3G无线数据传输设备（24）组成；3G无线数据传输设备（24）用于将音视频采集终端（21）、设备信息采集终端（22）和无线传感器接入终端（23）上传的信息通过3G无线网络接传输给后台服务器（12）。

3.根据权利要求2所述的一种基于3G物联网技术的输电线路多状态信息监测系统，其特征在于，音视频采集终端（21）接收摄像机、音频设备采集的输电线路模拟音视频信息，并对模拟音视频信息进行编码压缩，处理后的数据通过以太网传输至3G无线数据传输设备（24）。

4.根据权利要求2所述的一种基于3G物联网技术的输电线路多状态信息监测系统，其特征在于，设备信息采集终端（22）为前端信息采集传输设备（11）的模拟量变送器采集接口模块，用于接收模拟量变送器信号、开关量报警信号，并上传给至3G无线数据传输设备（24）。

5.根据权利要求2所述的一种基于3G物联网技术的输电线路多状态信息监测系统，其特征在于，无线传感器接入终端（23）作为无线传感器网络接口，与输电线路既有的无线传感器组成无线传感器网络，通过既有的无线传感器获得输电线路设备的运行状态数据并上传给至3G无线数据传输设备（24）。

6.根据权利要求2所述的一种基于3G物联网技术的输电线路多状态信息监测系统，其特征在于，音视频采集终端（21）接收输电线路运行的音视频信号；设备信息采集终端（22）接收输电线路运行的电流、泄露电流和电压信号；无线传感器接入终端（23）接收输电线路运行时的温度、湿度、风速、风向、振动和噪声信号。

7.根据权利要求2所述的一种基于3G物联网技术的输电线路多状态信息监测系统，其特征在于，音视频采集终端（21）连接有若干采集输电线路运行时的视频信息和音频信息的摄像机、音频设备；设备信息采集终端（22）连接有若干采集输电线路运行的电流、泄露电流和电压信号的电流传感器、电压传感器；无线传感器接入终端（23）连接有若干采集输电线路运行时温度、湿度、风速、风向、振动和噪声信号的无线传感器；所述若干摄像机、音频设备、电流传感器、电压传感器、无线传感器构成局域物联网，且每个摄像机、音频设备、电流传感器、电压传感器、无线传感器上均设有电子标签。

8.根据权利要求2所述的一种基于3G物联网技术的输电线路多状态信息监测系统，其特征在于，3G无线数据传输设备（24）通过内置CDMA2000、WCDMA、TD-SCDMA三种3G网络通信模块准确获取三种3G网络的信号强度，并将三种3G网络按其信号强度由高到低进行排序，根据排序结果将数据分配到不同的3G网络通信模块上，视频在信号最强的3G通信模块传送，音频在次强的3G通信模块传送，设备运行状态数据在较差的3G通信模块传送，从而实现多种网络并发的数据传送。

9.根据权利要求1所述的一种基于3G物联网技术的输电线路多状态信息监测系统，其特征在于，所述3G无线网络为CDMA2000、WCDMA或TD-SCDMA。

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