CN105681761A - 一种基于菊花链拓扑的输变电设备状态监测系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于菊花链拓扑的输变电设备状态监测系统，应用于电力领域，包括由N个的监控摄像头组成的监控摄像头群组，以及与监控摄像头群组相连的由N个通信单元构成的通信模块，通信模块通过通信总线与主控设备连接，在主控设备后端还连接有对监控摄像头采集到的视频进行处理的处理模块以及与处理模块相连的客户端和存储模块。通过使用监控摄像头群组对输变电设备进行监测，对包含可疑目标的视频片段进行截取保护，以便于根据采集到的视频进行证据分析和保存等措施，在提高监控系统使用率的同时，还提高了输变电设备的安全性。

Description

一种基于菊花链拓扑的输变电设备状态监测系统

技术领域

本发明应用于电力领域，涉及一种基于菊花链拓扑的输变电设备状态监测系统。

背景技术

随着国民经济的迅速发展，对电力的需求也在迅速提高。为了保证电力设备的正常运行，已经成为亟需解决的问题。

为了维护电网的长期高效安全运营，需要对电网中的输变电设备进行实时监控，主要包括：输变电设备的安防监控、输变电设备的巡检、输电走廊的监控等。

目前由于监控系统自身结构所限，仅能够实现视频录制功能，无法对得到的视频进行分类存储，从而使得管理人员无法利用视频实现证据分析、证据保存等有效功能，使录制视频的后续作用难以实现。

发明内容

本发明的技术方案是：提供一种基于菊花链拓扑的输变电设备状态监测系统，所述基于菊花链拓扑的输变电设备状态监测系统，包括：

由N个的监控摄像头组成的监控摄像头群组，由N个通信单元构成的通信模块，所述监控摄像头群组中的第一监控摄像头的输出端与所述通信模块中的第一通信单元的输入端连接，所述监控摄像头群组中的第二监控摄像头的输出端与所述通信模块中的第二通信单元的输入端连接，依此类推，所述监控摄像头群组中的第N监控摄像头的输出端与所述通信模块中的第N通信单元的输入端连接；

全部所述通信单元与主控设备的输入端串接，构成菊花链拓扑结构；

所述主控设备的输出端与处理模块的输入端相连，所述处理模块的输出端分别与客户端和存储模块相连。

可选的，全部所述通信单元与主控设备串接，构成菊花链拓扑结构，包括：

所述第一通信单元与所述第二通信单元连接，所述第二通信单元与第三通信单元连接，依此类推，第N‐1通信单元与所述第N通信单元连接；

所述第一通信单元的输出端与主控设备的输入端连接。

可选的，在所述监控摄像头群组的前端，还连接有供电模块。

可选的，发电单元和储电单元，所述发电单元与所述储电单元以有线方式连接。

可选的，在所述发电单元和所述储电单元之间，还设置有补偿单元。

可选的，所述发电单元为太阳能电池板，所述储电单元为大容量电池，所述补偿单元为超级电容。

可选的，所述监控摄像头群组通过所述通信总线获取所述存储模块的存储余量，结合所述存储余量采集输变电设备的视频，将所述输变电设备的视频传输至与所述通信模块处；

所述主控设备通过访问所述通信总线，从所述通信模块处获取所述输变电设备的视频，对所述输变电设备的视频发送至所述处理模块进行标签化处理，将处理后的带有标签的视频发送至所述存储模块进行存储；

所述处理模块获取所述客户端的播放请求，从所述带有标签的视频中选取符合所述播放请求的目标视频，将所述目标视频发送至发送所述播放请求的客户端。

可选的，所述监控摄像头群组，包括：

所述采集控制单元通过所述通信总线获取所述存储模块的存储余量，结合所述存储余量对采集过程中的采集参数进行调整；

所述图像采集单元根据调整后的采集参数，采集所述输变电设备的视频；

其中，所述采集参数包括采集时长、采集频率。

可选的，在所述视频分析服务模块与所述客户端之间，设置有信息推送服务模块。

可选的，所述处理模块，包括：

所述视频接入服务模块，用于从所述通信模块处获取所述输变电设备的视频；

所述视频解析服务模块，用于从所述视频接入服务模块获取所述输变电设备的视频，获取所述客户端的播放请求；

所述视频分析服务模块，用于从所述视频解析服务模块获取所述输变电设备的视频，对所述输变电设备的视频进行色彩调节和特征目标捕捉，根据捕捉到的所述特征目标对所述输变电设备的视频添加视频标签，选取符合所述播放请求的目标视频；

其中，在所述视频分析服务模块中：

所述颜色处理单元对所述输变电设备的视频进行亮度和色彩调节，获取调节后的视频；

所述特征捕捉单元对所述调节后的视频中的特征目标进行捕捉，并提取所述特征目标的运动轨迹，获取目标视频片段，根据所述运动轨迹的类型，对所述目标视频片段添加视频标签。

采用本发明的技术方案后，通过使用监控摄像头群组对输变电设备进行监测，对包含可疑目标的视频片段进行截取保护，以便于根据采集到的视频进行证据分析和保存等措施，在提高监控系统使用率的同时，还提高了输变电设备的安全性。

附图说明

附图1为本发明提出的一种基于菊花链拓扑的输变电设备状态监测系统的结构示意图；

附图2为本发明提出一种基于菊花链拓扑的输变电设备状态监测系统中监控摄像头群组的结构示意图一；

附图3为本发明提出一种基于菊花链拓扑的输变电设备状态监测系统中监控摄像头群组的结构示意图二；

附图4为本发明提出一种基于菊花链拓扑的输变电设备状态监测系统中供电模块的结构示意图一；

附图5为本发明提出一种基于菊花链拓扑的输变电设备状态监测系统中供电模块的结构示意图二；

附图6为本发明提出一种基于菊花链拓扑的输变电设备状态监测系统中处理模块的结构示意图一；

附图7为本发明提出一种基于菊花链拓扑的输变电设备状态监测系统中处理模块的结构示意图二；

附图8为本发明提出的一种基于菊花链拓扑的输变电设备状态监测系统的详细结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：

本发明提供了一种基于菊花链拓扑的输变电设备状态监测系统，如图1所示，所述基于菊花链拓扑的输变电设备状态监测系统，包括：

由N个的监控摄像头组成的监控摄像头群组1，由N个通信单元构成的通信模块2，所述监控摄像头群组1中的第一监控摄像头11的输出端与所述通信模块2中的第一通信单元21的输入端连接，所述监控摄像头群组1中的第二监控摄像头12的输出端与所述通信模块2中的第二通信单元22的输入端连接，依此类推，所述监控摄像头群组1中的第N监控摄像头1N的输出端与所述通信模块中的第N通信单元2N的输入端连接；

全部所述通信单元与主控设备3的输入端串接，构成菊花链拓扑结构；

所述主控设备3的输出端与处理模块4的输入端相连，所述处理模块4的输出端分别与客户端51和存储模块52相连。

在实施中，该系统用于对输变电设备进行视频录制，同时基于录制的视频，对输变电设备进行实时监测。

这里进行视频录制基于由N个监控摄像头组成的监控摄像头组1，每台监控摄像头均处于不同的检测位置，通过多角度的拍摄，能够实现对输变电设备全方位的监控，从而实现更好的监测效果。

为了将监控摄像头采集到的视频进行即时传输，在监控摄像头群组1的输出端上连接有由N个通信单元构成的通信模块2，其中每个通信单元均与监控摄像头群组1中一个监控摄像头实现一对一的连接，用以保证将每个监控摄像头采集到的视频能够尽快的进行传输。

在主控设备4获取到所需的视频后，通过处理模块5将获取到的视频进行一定处理后，传输到存储模块62进行存储，或者发送到客户端61进行显示。

其中，通信模块2与主控设备3的输入端的连接方式构成菊花链拓扑结构，关于该部分的内容会在下文中进行详细描述。

可选的，全部所述通信单元与主控设备串接，构成菊花链拓扑结构，包括：

所述第一通信单元与所述第二通信单元连接，所述第二通信单元与第三通信单元连接，依此类推，第N‐1通信单元与所述第N通信单元连接；

所述第一通信单元的输出端与主控设备的输入端连接。

在实施中，在图1中，可以看出在通信模块2中的全部通信单元采用了依次串接的连接方式，同时，第一通信单元21的输出端还与主控设备3直接相连。全部通信单元与主控单元3之间的连接方式即为菊花链拓扑结构。

使用该拓扑结构之后，可以利用有限的线缆连接多台设备，从而共享同一服务，并且不存在总线竞争和阻塞等问题。在实际使用过程中，在某设备把信号传递给下一个设备之前，可以修改这个信号；如果它也需要服务时，就截住这个信号，并且使用。

本实施例中，在通信模块中使用菊花链拓扑结构的优点：占用的布线空间较小并可用单一电阻匹配终结；易于进行阻抗控制，端接简单，网络的布线长度短，布线较为方便。

可选的，在所述监控摄像头群组1的前端，还连接有供电模块6。

在实施中，如图2所示，在监控摄像头群组1的前端，还设置有供电模块6，用于对监控摄像头群组1进行持续性供电，使得本状态监测系统能够对输变电设备进行长时间的视频采集。

所述监控摄像头群组1，包括：

所述采集控制单元12通过所述通信总线获取所述存储模块的存储余量，结合所述存储余量对采集过程中的采集参数进行调整；

所述图像采集单元11根据调整后的采集参数，采集所述输变电设备的视频；

其中，所述采集参数包括采集时长、采集频率。

在实施中，如图3所示，监控摄像头群组1具体图像采集单元11和采集控制单元12，其中图像采集单元11用于对特高压输电重要通道场景进行多角度的视频录制。而采集控制单元12通过所述通信模块获取所述信息存储服务模块的存储余量，结合所述存储余量对采集过程中的采集参数进行调整，同时根据具体采集过程中的亮度变化、视频角度等参数，对录制视频的过程进行调整，以提高录制视频的后期可用性。

这里，采集参数具体包括采集时长、采集频率等内容，以便根据从通信模块2获取到存储模块62的存储空间或录制时刻进行调整，在存储空间紧缺的时候可以适当的缩减录制时长，在夜晚或凌晨等容易出现状况的时刻，可以提高采集频率，甚至实现无缝连续录制。以免在出现事故时，无法根据录制的视频获取证据。

可选的，发电单元和储电单元，所述发电单元与所述储电单元以有线方式连接。

在实施中，如图4所示，供电模块6包括发电单元61和储电单元62，为了保障视频录制不会因意外停电而中断，这里优先使用太阳能发电板作为发电单元61。

但是太阳能发电板会因天气原因，在阴天和夜晚无法提供正常的供电，因此，还设置了与发电单元61相连的储电单元62，这里的储电单元62优先使用大容量电池，这样，在太阳能发电板能够正常发电时，可以将多余的电能储存在储电单元62中，并在太阳能发电板无法供电时，储电单元62能够对摄像头模块进行供电。使得摄像头模块能够持续稳定的进行视频录制。

可选的，在所述发电单元和所述储电单元之间，还设置有补偿单元。

在实施中，如图5所示，为了防止发电单元61和储电单元62之间因电涌等情况导致二者损坏，还在发电单元61和储电单元62之间增设了补偿单元63，典型的，该补偿单元63为超级电容，这样，当发电单元61和储电单元12之间发生电流过大等特殊情况时，补偿单元63会起到缓冲作用，防止直接损坏发电单元61和储电单元62。

可选的，所述监控摄像头群组通过所述通信总线获取所述存储模块的存储余量，结合所述存储余量采集输变电设备的视频，将所述输变电设备的视频传输至与所述通信模块处；

所述主控设备通过访问所述通信总线，从所述通信模块处获取所述输变电设备的视频，对所述输变电设备的视频发送至所述处理模块进行标签化处理，将处理后的带有标签的视频发送至所述存储模块进行存储；

所述处理模块获取所述客户端的播放请求，从所述带有标签的视频中选取符合所述播放请求的目标视频，将所述目标视频发送至发送所述播放请求的客户端。

在实施中，经过一系列的传输、处理过程后，客户端51和存储模块52接收到由处理模块4发送过来的带有视频标签的目标视频片段，为了便于管理人员对输变电设备进行观察，同时尽快发现输变电设备的异常情况，可以在客户端51中根据目标视频片段中的视频标签对视频进行选择性的观看。

可选的，所述处理模块，包括：

视频接入服务模块，所述视频接入服务模块的输入端与所述主控设备的输出端相连；

视频解析服务模块，所述视频解析服务模块的输入端与所述视频接入服务模块的输出端相连；

视频分析服务模块，所述视频分析服务模块的输入端与所述视频解析服务模块的输出端相连，所述视频分析服务模块的输出端分别与所述客户端和所述存储模块相连。

在实施中，如图6所示，处理模块4具体包括视频接入服务模块41、视频解析服务模块42、视频分析服务模块43，上述三个模块依次相连，用于对从主控设备3获取到的输变电设备的视频进行处理。

具体的，如图7所示，视频分析服务模块43包括：

颜色处理单元431，用于对所述输变电设备的视频进行亮度和色彩调节，获取调节后的视频。

特征捕捉单元432，用于对所述调节后的视频中的特征目标进行捕捉，并提取所述特征目标的运动轨迹，获取目标视频片段，根据所述运动轨迹的类型，对所述目标视频片段添加视频标签。

在实际使用时，颜色处理单元431用于对接收到的输变电设备的视频进行亮度和色彩调节，从而降低环境光线对于视频的影响，以便于特征捕捉单元432能够根据调节后的视频，准确的提取视频中运动物体的特征，最终能够尽快发现输变电设备的视频中的异常情况。

在提取视频中运动物体的特征后，提取包含上述特征的目标视频片段，并根据预设的视频类型将目标视频片段添加上视频标签，并将带有视频标签的目标视频片段发送至客户端51和存储模块52。

可选的，在所述视频分析服务模块与所述客户端之间，设置有信息推送服务模块6。

在实施中，如图8所示，为了更好的将带有视频标签的目标视频片段发送至客户端51，在视频分析服务模块43和客户端51之间，还设置有信息推送服务模块6，通过使用推送手段将视频发送至客户端51处，提高了客户端51的使用感受。

本发明提供了一种基于菊花链拓扑的输变电设备状态监测系统，包括由N个的监控摄像头组成的监控摄像头群组，以及与监控摄像头群组相连的由N个通信单元构成的通信模块，通信模块通过通信总线与主控设备连接，在主控设备后端还连接有对监控摄像头采集到的视频进行处理的处理模块以及与处理模块相连的客户端和存储模块。通过使用监控摄像头群组对输变电设备进行监测，对包含可疑目标的视频片段进行截取保护，以便于根据采集到的视频进行证据分析和保存等措施，在提高监控系统使用率的同时，还提高了输变电设备的安全性。

以上仅就本发明较佳的实例作了说明，但不能理解为是对权利要求的限制。本发明不仅局限与以上实例，其具体结构允许有变化，本领域技术人员可以根据本发明作出各种改变和变形，只要不脱离本发明的精神，均应属于本发明所附权利要求所定义的范围。

Claims (9)

1.一种基于菊花链拓扑的输变电设备状态监测系统，其特征在于，所述基于菊花链拓扑的输变电设备状态监测系统，包括：

由N个的监控摄像头组成的监控摄像头群组，由N个通信单元构成的通信模块，所述监控摄像头群组中的第一监控摄像头的输出端与所述通信模块中的第一通信单元的输入端连接，所述监控摄像头群组中的第二监控摄像头的输出端与所述通信模块中的第二通信单元的输入端连接，依此类推，所述监控摄像头群组中的第N监控摄像头的输出端与所述通信模块中的第N通信单元的输入端连接；

全部所述通信单元与主控设备的输入端串接，构成菊花链拓扑结构；

所述主控设备的输出端与处理模块的输入端相连，所述处理模块的输出端分别与客户端和存储模块相连。

2.根据权利要求1所述的菊花链拓扑的输变电设备状态监测系统，其特征在于，全部所述通信单元与主控设备串接，构成菊花链拓扑结构，包括：

所述第一通信单元与所述第二通信单元连接，所述第二通信单元与第三通信单元连接，依此类推，第N‐1通信单元与所述第N通信单元连接；

所述第一通信单元的输出端与主控设备的输入端连接。

3.根据权利要求1所述的菊花链拓扑的输变电设备状态监测系统，其特征在于：

在所述监控摄像头群组的前端，还连接有供电模块。

4.根据权利要求3所述的菊花链拓扑的输变电设备状态监测系统，其特征在于：

发电单元和储电单元，所述发电单元与所述储电单元以有线方式连接。

5.根据权利要求4所述的菊花链拓扑的输变电设备状态监测系统，其特征在于：

在所述发电单元和所述储电单元之间，还设置有补偿单元。

6.根据权利要求4或5所述的菊花链拓扑的输变电设备状态监测系统，其特征在于：

所述发电单元为太阳能电池板，所述储电单元为大容量电池，所述补偿单元为超级电容。

7.根据权利要求1所述的菊花链拓扑的输变电设备状态监测系统，其特征在于：

所述监控摄像头群组通过所述通信总线获取所述存储模块的存储余量，结合所述存储余量采集输变电设备的视频，将所述输变电设备的视频传输至与所述通信模块处；

所述主控设备通过访问所述通信总线，从所述通信模块处获取所述输变电设备的视频，对所述输变电设备的视频发送至所述处理模块进行标签化处理，将处理后的带有标签的视频发送至所述存储模块进行存储；

所述处理模块获取所述客户端的播放请求，从所述带有标签的视频中选取符合所述播放请求的目标视频，将所述目标视频发送至发送所述播放请求的客户端。

8.根据权利要求7所述的菊花链拓扑的输变电设备状态监测系统，其特征在于，所述监控摄像头群组，包括：

所述采集控制单元通过所述通信总线获取所述存储模块的存储余量，结合所述存储余量对采集过程中的采集参数进行调整；

所述图像采集单元根据调整后的采集参数，采集所述输变电设备的视频；

其中，所述采集参数包括采集时长、采集频率。

9.根据权利要求7所述的菊花链拓扑的输变电设备状态监测系统，其特征在于，所述处理模块，包括：

所述视频接入服务模块，用于从所述通信模块处获取所述输变电设备的视频；

所述视频解析服务模块，用于从所述视频接入服务模块获取所述输变电设备的视频，获取所述客户端的播放请求；

所述视频分析服务模块，用于从所述视频解析服务模块获取所述输变电设备的视频，对所述输变电设备的视频进行色彩调节和特征目标捕捉，根据捕捉到的所述特征目标对所述输变电设备的视频添加视频标签，选取符合所述播放请求的目标视频；

其中，在所述视频分析服务模块中：

所述颜色处理单元对所述输变电设备的视频进行亮度和色彩调节，获取调节后的视频；

所述特征捕捉单元对所述调节后的视频中的特征目标进行捕捉，并提取所述特征目标的运动轨迹，获取目标视频片段，根据所述运动轨迹的类型，对所述目标视频片段添加视频标签。