CN103337118A - 输电线路防外力破坏预警系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种输电线路防外力入侵监测和预警系统，系统包括硬件系统和监控中心两部分，硬件系统中的精密微波雷达采集输电线路外力入侵信号，固定摄像机采集监测区域的视频图像信号，所得信号通过无线通信模块发送到监控中心的计算机，经监控软件处理后，如有外力入侵，则监控中心发送指令使声光报警器工作；同时通过短信或彩信方式告知监控人员，监控人员在监控中心喊话，通过喊话喇叭输出，提醒其离开危险区域。本发明的显著特点是可以实时在线监测输电线路的外力入侵，工作稳定、检测快速、准确。

Description

输电线路防外力破坏预警系统

技术领域

本发明属于无线远程监控技术领域，具体涉及一种输电线路防外力破坏入侵监测和预警系统。

背景技术

输电线路延绵数千里，线路走廊地形复杂、多变，经常会由于外力的入侵而遭到破坏，例如吊车碰线、违章施工、异物短路、盗窃等。这些外力的入侵轻则造成大面积停电，重则导致人员伤亡。因此进行输电线路防外力入侵监测和预警意义重大。

现有的输电线路防外力入侵监控产品大都局限于监测某一种外力的入侵，并没有对输电线路进行全方位的保护。此外，这些产品大都在外力破坏发生之后才进行报警，只能重复傻瓜式的喇叭喊话，后台无法通过无线网络对前段喊话警告；传统的微波或红外报警容易受环境因素干扰，不能有效预防这种破坏的发生。因此，当前的输电线路防外力入侵监控产品有很大的局限性，远不能满足实际应用的需求。

发明内容

本发明为了解决上述输电线路防外力入侵产品的局限性，提供一种输电线路防外力入侵监测和预警系统。该系统构建无线自组网结合智能图像分析，采用精密雷达、防盗传感器等实现外力入侵的声光报警、喇叭喊话、联动视频监控等，全方位防止外力入侵对输电线路的破坏。

本发明采用以下技术方案：

输电线路防外力入侵监测和预警系统，其特征在于：系统包括硬件系统和监控中心两部分，其中：硬件系统包括精密微波雷达、8个防盗传感器、声光报警器、喊话喇叭、快球形摄像机、数据处理器、固定摄像机、智能图像分析板卡、发射端主处理器单元、接收端主处理器单元、A无线通信模块、B无线通信模块、A供电系统、B供电系统、A机箱和B机箱，硬件系统安装在输电线路走廊两边的A杆塔和B杆塔上；监控中心由计算机和监控软件组成，监控软件安装在计算机上；所述的精密微波雷达采集输电线路外力入侵信号，固定摄像机采集监测区域的视频图像信号，前述所得两种信号分别通过A无线通信模块、B无线通信模块发送到监控中心的计算机，经监控软件处理后，如有外力入侵，则发送指令给接收端主处理单元，即刻开启快球形摄像机捕捉现场状态，并通过通B无线信模块将视频资料传输回监控中心，监控中心发送指令使声光报警器工作；同时通过短信或彩信方式告知监控人员，监控人员在监控中心喊话，声音通过监控软件处理转换成数字信号，传输至B无线通信模块，并将音频数据转发给接收端主处理单元转换成模拟信号通过喊话喇叭输出，提醒其离开危险区域。

所述的精密微波雷达工作在K波段，精密微波雷达的发射器和接收器分别安装于输电线路走廊两边的A杆塔和B杆塔上。

所述的防盗传感器分为2组，每组4个，分别均匀环绕安装在输电线路走廊两边的A杆塔和B杆塔的外侧，位于下半部。

所述的发射端主处理器单元、A无线通信模块、A供电系统和A机箱安装在A杆塔上，A供电系统为精密微波雷达的发射器、安装在A杆塔上的防盗传感器、发射端主处理器单元及A无线通信模块供电。

所述的声光报警器、快球形摄像机、固定摄像机、智能图像分析板卡、喊话喇叭、数据处理器、B无线通信模块、B供电系统和B机箱安装在B杆塔上，B供电系统为精密微波雷达接收器、安装在B杆塔上的防盗传感器、接收端主处理器单元、声光报警器、快球形摄像机、固定摄像机、智能图像分析板卡、喊话喇叭、数据处理器及B无线通信模块供电。

所述的防盗传感器为红外、微波、智能三鉴探测器。

所述的供电系统为风、光互补供电系统，由风力发电机、光伏电池、互补控制器、智能电源管理模块、胶体蓄电池组成。

所述硬件系统的各个组件采用自适应卡具进行安装。

本发明的显著特点是可以实时在线监测输电线路的外力入侵，工作稳定、检测快速、准确。

附图说明

图1为本发明的原理框图；

图2为本发明的安装示意图；

图3为本发明中监测和预警防盗传感器警戒俯视图。

具体实施方式

以下结合附图并列举实施例介绍本发明详细技术方案：

如图1-2所示，本发明输电线路防外力入侵监测和预警系统包括硬件系统和监控中心两部分，其中：硬件系统包括精密微波雷达、8个防盗传感器、声光报警器、喊话喇叭、快球形摄像机、数据处理器、固定摄像机、智能图像分析板卡、发射端主处理器单元、接收端主处理器单元、A无线通信模块、B无线通信模块、A供电系统、B供电系统、A机箱和B机箱，硬件系统安装在输电线路走廊两边的A杆塔和B杆塔上；监控中心由计算机和监控软件组成，监控软件安装在计算机上；所述的精密微波雷达采集输电线路外力入侵信号，固定摄像机采集监测区域的视频图像信号，前述所得两种信号分别通过A无线通信模块、B无线通信模块发送到监控中心的计算机，经监控软件处理后，如有外力入侵，则发送指令给接收端主处理单元，即刻开启快球形摄像机捕捉现场状态，并通过通B无线信模块将视频资料传输回监控中心，监控中心发送指令使声光报警器工作，同时通过短信或彩信方式告知监控人员，监控人员在监控中心喊话，声音通过监控软件处理转换成数字信号，传输至B无线通信模块，并将音频数据转发给接收端主处理单元转换成模拟信号通过喊话喇叭输出，提醒其离开危险区域。

所述的精密微波雷达工作在K波段，精密微波雷达的发射器和接收器分别安装于输电线路走廊两边的A杆塔和B杆塔上；所述的防盗传感器分为2组，每组4个，分别均匀环绕安装在输电线路走廊两边的A杆塔和B杆塔的外侧，位于下半部；所述的声光报警器、快球形摄像机、固定摄像机、喊话喇叭安装在B杆塔上；所述的2个机箱分别安装在输电线路走廊两边A杆塔和B杆塔的中上部；所述的发射端主处理器单元、接收端主处理器单元分别安装在所述2个机箱中；所述的2个无线通信模块分别安装在所述的2个机箱中，；所述的2个供电系统分别安装在所述的2个机箱中，为硬件系统供电。

所述的防盗传感器为红外、微波、智能三鉴探测器；所述的无线通信模块的工作频率为433MHz；所述的供电系统为风、光互补供电系统，由风力发电机、光伏电池、互补控制器、智能电源管理模块、胶体蓄电池组成。

硬件系统的功能是进行现场监控、预警、信号处理和信号传送；监控中心的功能是接收硬件系统发送的监测信号、实时视频信号，并实现控制、录像存储、录像回放、远程设备管理、数据存储等功能。

A杆塔和B杆塔分别安装的精密雷达发射器和精密雷达接收器共同组成了一个远距离、宽范围的立体监控空间，利用双微波（MRD-PLUS）运动状态识别技术、尖端的相控雷达对入侵目标的形体、相对位移速度进行检测及识别。无外力入侵时，系统处于稳定的监测状态；一旦有可疑人员或物体进入警戒区域，系统随即将监测到的信号传输给监控中心的计算机，由监控软件处理后发送控制指令进行声光报警，起到震慑其离开或警示的作用，同时开启高速球机对现场状况进行采集，并将该视频信息通过视频服务器传回监控中心供监控人员查看，以便做出相应的处理。该系统能完全识别出树木、衣物等悬挂物的晃动等干扰源，可抗大风大雨、大雪、风沙等干扰，杜绝误报。

安装在A杆塔上的无线通信模块通过433MHz频段无线组网方式与安装在B杆塔上的无线通信模块实现通信，安装在B杆塔上的无线通信模块通过全球移动通讯系统（GSM）/第三代移动通信技术(3G)/无线网格网(MESH)网络与监控中心实现通信。

如果有吊车或其它异物进入该区域便会打破该区域的稳定状态，精密雷达接收器将这个变化转变成报警信号传送给安装在B杆塔上的的接收端主处理器单元，接收端主处理器单元收到报警信号后通过GSM/3G/MESH网络将其传送至监控中心，同时开启声光报警实现警示，开启快球形摄像机将镜头转至告警现场实现现场录像，并将图像信息传回监控中心，以便作出相应措施。该线路监控功能的特征在于警戒区域是一个远距离、宽范围的立体空间，可在外力对线路破坏之前提供报警，并利用声光报警器实现预警，监控中心实时监控杆塔现场，并自动喊话：“高压危险请勿靠近”，提醒其离开，将事故扼杀在摇篮里，真正做到防范于未然。

本发明在双微波（MRD-PLUS）运动状态识别技术的前提下增加智能图像分析技术，通过红外高清摄像机固定监测输电线路导线，在摄像机可视范围内框选导线监测外力破坏区域，当有异物进入此区域系统通过对图像比对分析采取相应的措施，采用雷达加智能图像分析这两项技术结合全天候的对导线进行监测有效的防范了误报及漏报的现象的发生。

供电系统的胶体蓄电池、风力发电机或太阳能板将采集的风能或光能转化为电能通过电缆分别连接至风光互补智能电源控制器、风光互补智能电源控制器能同时控制风力发电机和太阳能电池对蓄电池进行充、放电，充电时采用高分辨率的脉宽调制（PWM）方式对蓄电池进行限压、限流充电，有效延长蓄电池寿命。供电系统由于受时间和地域的约束，很难全天候利用太阳能和风能资源，而太阳能与风能在时间上和地域上都有很强的互补性，白天光照强时风小，夜间光照弱时，风能由于地表温差变化大而增强。因此太阳能和风能在时间上的互补性是风光互补供电系统在资源利用上的最佳匹配。

Claims (4)

1.输电线路防外力入侵监测和预警系统，包括硬件系统与监控中心两部分，其特征在于：硬件系统包括精密微波雷达、防盗传感器、声光报警器、喊话喇叭、快球形摄像机、数据处理器、固定摄像机、智能图像分析板卡、发射端主处理器单元、接收端主处理器单元、A无线通信模块、B无线通信模块、A供电系统、B供电系统、A机箱和B机箱，硬件系统安装在输电线路走廊两边的A杆塔和B杆塔上；监控中心由计算机和监控软件组成，监控软件安装在计算机上；所述的精密微波雷达采集输电线路外力入侵信号，固定摄像机采集监测区域的视频图像信号，前述所得两种信号分别通过A无线通信模块、B无线通信模块发送到监控中心的计算机，经监控软件处理后发送指令给接收端主处理单元，即刻开启快球形摄像机捕捉现场状态，并通过通B无线信模块将视频资料传输回监控中心，监控中心发送指令使声光报警器工作；同时通过短信或彩信方式告知监控人员，监控人员在监控中心喊话，声音通过监控软件处理转换成数字信号，传输至B无线通信模块，并将音频数据转发给接收端主处理单元转换成模拟信号通过喊话喇叭输出，提醒其离开危险区域；

所述的精密微波雷达工作在K波段，精密微波雷达的发射器和接收器分别安装于输电线路走廊两边的A杆塔和B杆塔上；

所述的防盗传感器分为两组，分别均匀环绕安装在输电线路走廊两边的A杆塔和B杆塔的外侧，位于下半部；

所述的发射端主处理器单元、A无线通信模块、A供电系统和A机箱安装在A杆塔上，A供电系统为精密微波雷达的发射器、安装在A杆塔上的防盗传感器、发射端主处理器单元及A无线通信模块供电；

所述的声光报警器、快球形摄像机、固定摄像机、智能图像分析板卡、喊话喇叭、数据处理器、B无线通信模块、B供电系统和B机箱安装在B杆塔上，B供电系统为精密微波雷达接收器、安装在B杆塔上的防盗传感器、接收端主处理器单元、声光报警器、快球形摄像机、固定摄像机、智能图像分析板卡、喊话喇叭、数据处理器及B无线通信模块供电。

2.根据权利要求1所述的输电线路防外力入侵监测和预警系统，其特征在于：所述的防盗传感器为红外、微波、智能三鉴探测器。

3.根据权利要求1所述的输电线路防外力入侵监测和预警系统，其特征在于：所述的供电系统为风、光互补供电系统，由风力发电机、光伏电池、互补控制器、智能电源管理模块、胶体蓄电池组成。

4.根据权利要求1所述的输电线路防外力入侵监测和预警系统，其特征在于：所述硬件系统的各个组件采用自适应卡具进行安装。

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