CN107065721A - 一种电力设施监控预警系统及方法 - Google Patents

Abstract

一种电力设施监控预警系统，对重要电力设备进行24小时不间断监控，包含本地设备和远程控制服务器，两者通过无线连接，传递数据和控制信号，所述本地设备包含：红外高清摄像头；工控机，与红外高清摄像头连接；自主供电装置，与红外高清摄像头和工控机连接，所述远程控制服务器远程控制所述本地设备的启动和休眠。本发明的可以按照需要布设于多点多种环境中，无人值守实现自动报警，实现全天候不间断监控。

Description

一种电力设施监控预警系统及方法

技术领域

本发明涉及电力设施技术领域，具体涉及一种电力设施监控预警系统 。

背景技术

随着我国经济的快速发展，用户对供电企业的服务质量特别是供电安全要求越来越高，对电力的依赖程度和对停电的敏感性日益增加。但各类工程施工建设给电力设备带来了安全隐患，甚至导致电力设施损坏的事故也偶有发生，造成了巨大的社会经济损失，由于取证困难，责任者难以追查。

电力设施分布地域广阔，电力设施的巡视工作主要还是靠人力每天现场进行检查工作，任务非常艰巨，且电力工作人员资源有限，不能对所有重要设施进行全天候监控，因此电网系统在安全防御方面亟需提出一种自动监控及报警的设备。

发明内容

本发明的目的在于提出一种电力设施监控预警系统。通过在重点地带安装远程监控预警装置，用户可以在移动端直接获取图像资料，发出预警信息，及时了解现场状况，存留取证照片及影像资料，实现有的放矢，给电力设备环境安全维护带来极大的便捷。

一种电力设施监控预警系统，对重要电力设备进行24小时不间断监控，包含本地设备和远程控制服务器，两者通过无线连接，传递数据和控制信号，所述本地设备包含：

红外高清摄像头；

工控机，与红外高清摄像头连接；

自主供电模块，与红外高清摄像头和工控机连接；

所述远程控制服务器远程控制所述本地设备的启动和休眠。

上述的一种电力设施监控预警系统，其中，所述工控机包含专用的预警模块和通信模块：

所述预警模块通过所述通信模块连接红外高清摄像头，获取红外高清摄像头拍摄的图像，对其进行处理和分析，追踪运动对象的位置；

所述通信模块还通过无线连接的方式与所述远程控制服务器连接，传递各类数据和控制指令。

上述的一种电力设施监控预警系统，其中，根据具体要求，在被监控设备上设置不同数量和类型的传感器，采集到的数据通过所述通信模块发送到所述远程控制服务器。

上述的一种电力设施监控预警系统，其中，所述的自主供电装置包含太阳能发电装置和风力发电装置。

上述的一种电力设施监控预警系统，其中，所述的太阳能发电装置包含：

蓄电池；

光伏太阳能板；

太阳能控制器，与所述光伏太阳能板及蓄电池连接。

上述的一种电力设施监控预警系统，其中，所述的风力发电装置包含：

风力发电机；

风力发电控制器，与所述风力发电机及蓄电池连接。

上述的一种电力设施监控预警系统，其中，所述太阳能发电装置和风力发电装置可分别使用或组合使用。

一种电力设施监控预警方法，包含：

红外高清摄像头采集图像数据，输出给通信模块；

通信模块将图像数据输出给预警模块；

预警模块对采集到的图像数据进行分析，提取出有效的预警信息，输出给通信模块；

通信模块将预警信息发送到远程控制服务器，提醒操作人员注意。

上述的一种电力设施监控预警方法，预警模块的处理过程包含以下步骤：

S1、预警模块对红外高清摄像头采集到的图像数据进行分析和处理，去除各种环境因素后，获取运动识别对象的位置；

S2、预警模块采用马可夫Markov时空间模型对运动目标进行侦测和追踪；

S3、预警模块将摄像头开始工作的时刻的图像作为背景学习，在其后变化过的图像中计算出在此背景上发生的变化部分；

S4、对变化部分进行分析，提取出异常变化部分作为有效的预警信息并推送至所述通信模块。

本发明有以下有益效果：

1、按实际需要布设于多点、多种环境中，无人值守，自动报警，用户可以在移动终端及时获取报警点位置及现场图片，及时、主动掌握实地情况。

2、系统各部分模块化设计，可以根据需要选配不同模块，引入远程控制功能，可以通过远程操作进行技术升级。

3、监控系统安装方便，绿色节能，实现全天候不间断监控。

附图说明

图1为本发明的功能框图。

图2为本发明的信息处理流程图。

具体实施方式

以下结合附图，通过详细说明一个较佳的具体实施例，对本发明做进一步阐述。

一种电力设施监控预警系统，利用计算机及互联网技术，在存在安全隐患的区域布设远程监控装置，对重要电力设备进行24小时不间断监控，通过无线网络发送图片、预警数据至电子邮箱或微信等移动终端，从而提醒设备维护巡视人员，及时进行现场排查，保障电力设备设施的环境安全。

如图1所示，系统包含本地设备和远程控制服务器5，两者通过无线连接，传递数据和控制信号。

所述本地设备包含：

红外高清摄像头1，带有红外功能的摄像头能在光照不良的情况下工作，从而实现24小时拍摄；

工控机，与红外高清摄像头通过网络连接，采用上电自动开机的工业级主板，安装主流操作系统（windows10/Linux），并在操作系统中安装专用预警软件；

自主供电模块2，与红外高清摄像头1和工控机连接，为系统提供电能。当安装位置不能提供普通民用电的时候需配备自主供电模块2。

所述远程控制服务器5远程控制所述本地设备的启动和休眠。

上述工控机包含专用的预警模块4和通信模块3，通信模块3包含4G无线数据卡及4G路由器，4G无线数据卡用于接收来自红外高清摄像头1的数据，4G路由器用于与远程控制服务器5的无线连接，传递各类数据和控制指令；预警模块4通过通信模块3连接红外高清摄像头，获取红外高清摄像头1拍摄的图像，并对其进行处理和分析，追踪运动对象的位置。

根据具体要求，在被监控设备上可以设置不同数量和类型的传感器，采集温度、湿度、电池电压等信息，采集到的数据通过通信模块3发送到远程控制服务器5。

自主供电模块2包含太阳能发电装置和风力发电装置两种，在实际安装时，可以根据具体情况选择分别独立使用或组合使用。

太阳能发电装置包含蓄电池、光伏太阳能板和太阳能控制器。太阳能控制器与光伏太阳能板及蓄电池连接。具体地，光伏太阳能板还能分为单晶太阳能板和多晶太阳能板。光照充足时单晶太阳能板效率较高，太阳能控制器选择使用单晶太阳能板发电，阴天时多晶太阳能板充电效率较高，太阳能控制器选择使用多晶太阳能板发电。获得的电能储存在高效能的蓄电池中。

风力发电装置包含蓄电池、风力发电机和风力发电控制器。风力发电控制器与风力发电机及蓄电池连接。在风速超过2m/s时，风力发电机开始工作，获得的电能储存在高效能的蓄电池中。本实施例中太阳能发电装置和风力发电装置的蓄电池公用同一个高效能的蓄电池。在其他实施例中也可以选择分别使用2个不同的蓄电池。

一种电力设施监控预警方法，其过程为：

红外高清摄像头1采集图像数据，输出给通信模块3；

通信模块3不做任何处理将图像数据输出给预警模块4；

预警模块4对采集到的图像数据进行分析和处理，提取出有效的预警信息，输出给通信模块3；

通信模块3将预警信息通过无线网络发送到远程控制服务器5，提醒操作人员注意。

如图2所示，上述一种电力设施监控预警方法中，预警模块4的处理过程包含以下步骤：

S1、预警模块4对红外高清摄像头1采集到的图像数据进行分析和处理，去除各种环境因素后，获取运动识别对象的位置。图像的分析和处理具体包含图像的旋转、切割、正规化变形、轮廓Contour检测、坎尼Canny边缘检测、离散傅立叶变换、正交三角QR分解；

S2、预警模块4采用马可夫Markov时空间模型对运动目标进行侦测和追踪，该方法对遮挡和穿越后的目标正确追踪有很好的精度；

S3、预警模块4将开始时刻的图像作为背景学习，在其后变化过的图像中计算出在此背景上发生的变化部分；

S4、对变化部分进行分析，提取出异常变化部分作为有效的预警信息并推送至所述通信模块3。

本方法通过对连续图像进行实时运动侦测、追踪、差异分析和特征识别等一系列处理，达到图像处理（图像自动检测、视频分析、智能存储）目的，并能得到相关数据库，以此为基础构建计算机视觉库。基于模块化、可扩展性、高可靠性等要求，我们采用开源的OpenCV图形图像处理函数库为基础，核心部分采用C/C++语言，而用户GUI的部分采用跨平台的RAP(Java)开发Web架构，可以灵活应用于终端设备。

尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (9)

1.一种电力设施监控预警系统，对重要电力设备进行24小时不间断监控，其特征在于，包含本地设备和远程控制服务器（5），两者通过无线连接，传递数据和控制信号，所述本地设备包含：

红外高清摄像头（1）；

工控机，与红外高清摄像头（1）连接；

自主供电模块（2），与红外高清摄像头（1）和工控机连接；

所述远程控制服务（5）远程控制所述本地设备的启动和休眠。

2.如权利要求1所述的一种电力设施监控预警系统，其特征在于，所述工控机包含专用的预警模块（4）和通信模块（3）：

所述预警模块（4）通过所述通信模块（3）连接红外摄像头，获取红外高清摄像头（1）拍摄的图像，对其进行处理和分析，追踪运动对象的位置；

所述通信模块（3）还通过无线连接的方式与所述远程控制服务器（5）连接，传递各类数据和控制指令。

3.如权利要求2所述的一种电力设施监控预警系统，其特征在于，在被监控设备上设置不同数量和类型的传感器，采集到的数据通过所述通信模块（3）发送到所述远程控制服务器（5）。

4.如权利要求1所述的一种电力设施监控预警系统，其特征在于，所述的自主供电装置包含太阳能发电装置和风力发电装置。

5.如权利要求4所述的一种电力设施监控预警系统，其特征在于，所述的太阳能发电装置包含：

蓄电池；

光伏太阳能板；

太阳能控制器，与所述光伏太阳能板及蓄电池连接。

6.如权利要求5所述的一种电力设施监控预警系统，其特征在于，所述的风力发电装置包含：

风力发电机；

风力发电控制器，与所述风力发电机及蓄电池连接。

7.如权利要求4所述的一种电力设施监控预警系统，其特征在于，所述太阳能发电装置和风力发电装置可分别使用或组合使用。

8.一种电力设施监控预警方法，其特征在于：

红外高清摄像头（1）采集图像数据，输出给通信模块（3）；

通信模块（3）将图像数据输出给预警模块（4）；

预警模块（4）对采集到的图像数据进行分析，提取出有效的预警信息，输出给通信模块（3）；

通信模块（3）将预警信息发送到远程控制服务器（5），提醒操作人员注意。

9.如权利要求8所述的一种电力设施监控预警方法，其特征在于，预警模块（4）的处理过程包含以下步骤：

S1、预警模块（4）对红外高清摄像头（1）采集到的图像数据进行分析和处理，去除各种环境因素后，获取运动识别对象的位置；

S2、预警模块（4）采用马可夫Markov时空间模型对运动目标进行侦测和追踪；

S3、预警模块（4）将摄像头开始工作的时刻的图像作为背景学习，在其后变化过的图像中计算出在此背景上发生的变化部分；

S4、对变化部分进行分析，提取出异常变化部分作为有效的预警信息并推送至所述通信模块（3）。