CN107276235A - 一种输电线路防外破在线监测系统 - Google Patents

一种输电线路防外破在线监测系统 Download PDF

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CN107276235A CN201710666544.5A CN201710666544A CN107276235A CN 107276235 A CN107276235 A CN 107276235A CN 201710666544 A CN201710666544 A CN 201710666544A CN 107276235 A CN107276235 A CN 107276235A
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刘成
宋光耀
邓科平
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    • H04L63/00Network architectures or network communication protocols for network security
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Abstract

本发明公开了一种输电线路防外破在线监测系统,包括:感应取电模块,其内穿有输电线路;与感应取电模块连接的电源单元;与电源单元连接的主控单元;与主控单元连接的工控板;与工控板连接的图像监测装置,其用于自动采集视频数据和根据指令采集图片数据;与主控单元连接的无线传输模块;输入端与主控单元连接的无线传输管理开关,其输出端与无线传输模块连接,及,与无线传输模块连接的数据接收单元。本发明可及时反应出输电线路附近复杂多变的周边情况,用户可根据现场图片或视频情况做出及时处理;本发明采用感应取电模块作为输入电源,减少了能源的耗费;本发明对所采集和传输的图片和视频数据进行加密处理,保证了系统数据的安全性。

Description

一种输电线路防外破在线监测系统
技术领域
本发明涉及输电线路的技术领域,具体涉及一种输电线路防外破在线监测系统。
背景技术
输电线路故障多为由于外界因素导致,如线路下违章施工、树枝遮挡、大风刮起的异物等,经常会对输电线路造成破坏,带来不可挽回的措施与经济损失。虽然电力公司有安排人员进行巡检,但是缺乏及时性,仍无法达到有效的防止。
现有的监测系统往往仅仅采用蓄电池供电,耗费大量能源且无法长期满足系统的全负荷运行;此外,现有的监测系统的数据传输也无法实现安全保密传输,系统数据有被侵入的风险。
发明内容
本发明的目的是提供一种输电线路防外破在线监测系统,以解决上述现有技术的不足。
为达到上述目的,本发明提供了一种输电线路防外破在线监测系统,包括:
感应取电模块,其内穿有输电线路;
与感应取电模块连接的电源单元,其用于提供系统工作电源;
与电源单元连接的主控单元;
与主控单元连接的工控板;
与工控板连接的图像监测装置,其用于自动采集视频数据和根据指令采集图片数据;
与主控单元连接的无线传输模块;
输入端与主控单元连接的无线传输管理开关,其输出端与无线传输模块连接,用于接收来自主控单元的指令进而控制无线传输模块电源的开闭,及,
与无线传输模块连接的数据接收单元;
所述图像监测装置设置有视频分析模块,其用于对采集到的视频数据进行多帧图片对比分析以判定是否有外物入侵监测区域,并根据有外物入侵监测区域的异常监测结果,发出报警信号并传输视频数据至主控单元;
所述主控单元通过工控板向图像监测装置发送采集图片数据的指令信息并接收来自图像监测装置所采集到的图片数据;
所述主控单元设置有加密模块,其用于将主控单元接收到的图片和视频数据进行加密处理;
所述无线传输模块用于接收来自主控单元加密后的图片和视频数据,并将其发送至数据接收单元。
上述的输电线路防外破在线监测系统,其中,所述电源单元包括:
与感应取电模块连接的感应取电整流模块;
与感应取电整流模块连接的充电控制器;
与充电控制器连接的电池组,其输出端与主控单元连接。
上述的输电线路防外破在线监测系统,其中,所述电源单元还包括:与电池组连接的电压监测单元,其另一端与主控单元连接,用于监测电池组的电压信号。
上述的输电线路防外破在线监测系统,其中,所述电池组为磷酸铁锂电池组。
上述的输电线路防外破在线监测系统,其中,所述数据接收单元包括:
与无线传输模块连接的安全平台,其用于将接收自无线传输模块的加密的图片和视频数据进行解密处理;
与安全平台连接的服务器,其用于存储接收自安全平台解密后的图片和视频数据;
与服务器连接的主站系统,其用于显示接收自服务器的图片和视频数据。
上述的输电线路防外破在线监测系统,其中,所述图像监测装置为网络球机。
上述的输电线路防外破在线监测系统,其中,所述监测系统还包括:输入端与主控单元连接的监测管理开关,其输出端分别与工控板和图像监测装置连接,用于接收来自主控单元的指令进而控制工控板和图像监测装置电源的开闭。
上述的输电线路防外破在线监测系统,其中,所述监测系统还包括与主控单元连接的本地报警单元,其用于在所述主控单元接收到来自图像监测装置发出的报警信号时,接收主控单元发出的报警指令并发出报警动作。
上述的输电线路防外破在线监测系统,其中,所述本地报警单元包括分别与主控单元连接的蜂鸣器,其用于接收到主控单元发出的报警指令后进行鸣响和LED灯,其用于接收到主控单元发出的报警指令后进行闪烁。
相对于现有技术,本发明具有以下有益效果:
(1)本发明所提供的在线监测系统可及时反应出输电线路附近复杂多变的周边情况,通过监测的图片和视频数据为输电线路的运行及周边安全提供判断及分析依据,用户可根据现场图片/视频情况做出及时处理;
(2)本发明采用感应取电模块,其运用电磁感应原理,对输电线路上电流的变化作为输入电源,减少能源的耗费;配合充电控制器及磷酸铁锂电池组,可以实现电源的稳定;
(3)本发明采用主控单元的加密模块对所采集和传输的图片和视频数据进行加密处理,保证了系统数据的安全性;
(4)本发明对图像监测装置和工控板单独设置监测管理开关,对无线传输模块单独设置无线传输管理开关,可以实现在监测装置和工控板、无线传输模块不工作时单独关闭供电电源,因而可以节省能源;
(5)本发明实现了输电线路运行的远程维护。能对输电线路周边状况进行实施监测,无需任何操作,即可在服务器端监控输电线路的运行状态。节省了大量人力物力对现场勘查的投入,能够给电力人员及时报告输电线路现场周边环境,提高了输电线路运行的可靠性。
附图说明
图1为本发明输电线路防外破在线监测系统的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图通过具体实施例对本发明作进一步的描述,这些实施例仅用于说明本发明,并不是对本发明保护范围的限制。
如图1所示,本发明提供了一种输电线路防外破在线监测系统,包括:
感应取电模块1,其内穿有输电线路;
与感应取电模块1连接的电源单元,其用于提供系统工作电源;
与电源单元连接的主控单元6;
与主控单元6连接的工控板8;
与工控板8连接的图像监测装置9,其用于自动采集视频数据和根据指令采集图片数据;
与主控单元6连接的无线传输模块11;
输入端与主控单元6连接的无线传输管理开关10,其输出端与无线传输模块11连接,用于接收来自主控单元6的指令进而控制无线传输模块11电源的开闭,及,
与无线传输模块11连接的数据接收单元;
所述图像监测装置9设置有视频分析模块,其用于对采集到的视频数据进行多帧图片对比分析以判定是否有外物入侵监测区域,并根据有外物入侵监测区域的异常监测结果,发出报警信号并传输视频数据至主控单元6;
所述主控单元6通过工控板8向图像监测装置9发送采集图片数据的指令信息并接收来自图像监测装置9所采集到的图片数据;
所述主控单元6设置有加密模块,其用于将主控单元6接收到的图片和视频数据进行加密处理;
所述无线传输模块11用于接收来自主控单元6加密后的图片和视频数据,并将其发送至数据接收单元。
上述的输电线路防外破在线监测系统,其中,所述电源单元包括:
与感应取电模块1连接的感应取电整流模块2;
与感应取电整流模块2连接的充电控制器3;
与充电控制器3连接的电池组4,其输出端与主控单元6连接。
上述的输电线路防外破在线监测系统,其中,所述电源单元还包括:与电池组4连接的电压监测单元5,其另一端与主控单元6连接,用于监测电池组4的电压信号。
上述的输电线路防外破在线监测系统,其中,所述电池组4为磷酸铁锂电池组4。
上述的输电线路防外破在线监测系统,其中,所述数据接收单元包括:
与无线传输模块11连接的安全平台12,其用于将接收自无线传输模块11的加密的图片和视频数据进行解密处理;
与安全平台12连接的服务器13,其用于存储接收自安全平台12解密后的图片和视频数据;
与服务器13连接的主站系统14,其用于显示接收自服务器13的图片和视频数据。
上述的输电线路防外破在线监测系统,其中,所述图像监测装置9为网络球机。
上述的输电线路防外破在线监测系统,其中,所述监测系统还包括:输入端与主控单元6连接的监测管理开关7,其输出端分别与工控板8和图像监测装置9连接,用于接收来自主控单元6的指令进而控制工控板8和图像监测装置9电源的开闭。
上述的输电线路防外破在线监测系统,其中,所述监测系统还包括与主控单元6连接的本地报警单元15,其用于在所述主控单元6接收到来自图像监测装置9发出的报警信号时,接收主控单元6发出的报警指令并发出报警动作。
上述的输电线路防外破在线监测系统,其中,所述本地报警单元15包括分别与主控单元6连接的蜂鸣器,其用于接收到主控单元6发出的报警指令后进行鸣响和LED灯,其用于接收到主控单元6发出的报警指令后进行闪烁。
在本发明的一个具体实施例中,架空输电线路穿过感应取电模块1,感应取电模块1连接到感应取电整流模块2,感应取电整流模块2连接到充电控制器3,给磷酸铁锂电池组4充电,磷酸铁锂电池组4给主控单元6提供系统工作电源。
磷酸铁锂电池电压信号输入到电压监测单元5,电压监测单元5连接到主控单元6,由主控单元6对系统工作电压进行监控。正常情况下,感应取电模块1工作正常,给磷酸铁锂电池充电,系统工作电压正常;若感应取电模块1工作异常,导致充电过程异常,则监测的工作电压为磷酸铁锂电池的工作电压,在监测到欠压时,系统允许磷酸铁锂电池独立给系统工作,但一旦监测到电池电压及容量到达50%余量,主控单元6强制启动特定工作模式:图像监测功能、图片及视频显示功能全部关闭,系统定时10分钟开启无线传输模块11与主站系统14通信,只上报设备状态信息,其余时刻进入休眠模式,直到工作电压恢复正常。
系统上电后,主控单元6默认进行一次正常流程的图片拍照流程:主控单元6控制监测管理开关7打开网络球机、ARM工控板8的工作电源,控制ARM工控板8连接网络球机进行图片采集。在ARM工控板8完成图片采集后,将图片数据发送到主控单元6,主控单元6将图片数据进行加密并通过无线传输模块11将加密后的图片数据发送到安全平台12进行解密,并与CMA服务器13进行数据通信,将图片数据传输到主站系统14。
在系统工作流程中,图像监测装置9的视频传输功能平常处于待机状态,网络球机的工作电源一直处于开启状态,同时网络球机设置了区域划线监控,处于区域智能侦测工作模式,当主站系统14主动请求视频信息时才上传或者网络球机通过智能视频分析(多帧图片比对分析)得出有外物入侵监控区域,则网络球机向主控单元6发出开关量报警信号,同时系统开始上传视频信息(平常上传图片为主),同时设置视频上传超时参数,当超时时间到,系统停止视频传输节省功耗。
拍照及视频功能可分为定时、远程、报警触发三种工作模式。
定时拍照情况下,主控单元6检测系统设置的拍照时间表,在拍照时间到后,主控单元6通过ARM工控板8向网络球机发送拍照命令,获得图片数据,系统主控单元6通过无线传输模块11,经过安全平台12,与CMA服务器13进行数据通信,将图片数据传输到主站系统14。定时拍照模式下拍照时间表可由主站系统14、经过CMA服务器13、安全平台12向系统主控单元6发出,最多可设置72组拍照时间表,该时间表存在主控单元6中,设置成功后,主控单元6每隔10s会判断一次系统当前时间是否到达拍照时间表的时刻,一旦到达则启动定时拍照。
远程拍照模式下,由主站系统14临时发起拍照命令,经过CMA服务器13、安全平台12向系统主控单元6发出,主控单元6接收到拍照命令后,立即进入拍照模式。
报警触发模式下,网络球机侦测到区域侵入情况后,向主控单元6发出开关量报警信号,主控单元6触发系统启动拍照功能及视频传输功能,同时触发报警单元,发出本地声光报警。
一次报警触发拍照及视频传输过程结束后,系统主控单元6通过监测管理开关7关闭网络球机、ARM工控板8的电源,系统进入待机状态,此时网络球机进入区域智能监测模式,等待下一次报警触发到或接收到远程指令。
综上所述,本发明所提供的在线监测系统可及时反应出输电线路附近复杂多变的周边情况,用户可根据现场图片/视频情况做出及时处理;本发明采用感应取电模块,其运用电磁感应原理,对输电线路上电流的变化作为输入电源;配合充电控制器及磷酸铁锂电池组,可以实现电源的稳定及减少能源的耗费;本发明采用主控单元的加密模块对所采集和传输的图片和视频数据进行加密处理,保证了系统数据的安全性。
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)

1.一种输电线路防外破在线监测系统,其特征在于,包括:
感应取电模块,其内穿有输电线路;
与感应取电模块连接的电源单元,其用于提供系统工作电源;
与电源单元连接的主控单元;
与主控单元连接的工控板;
与工控板连接的图像监测装置,其用于自动采集视频数据和根据指令采集图片数据;
与主控单元连接的无线传输模块;
输入端与主控单元连接的无线传输管理开关,其输出端与无线传输模块连接,用于接收来自主控单元的指令进而控制无线传输模块电源的开闭,及,与无线传输模块连接的数据接收单元;
所述图像监测装置设置有视频分析模块,其用于对采集到的视频数据进行多帧图片对比分析以判定是否有外物入侵监测区域,并根据有外物入侵监测区域的异常监测结果,发出报警信号并传输视频数据至主控单元;
所述主控单元通过工控板向图像监测装置发送采集图片数据的指令信息并接收来自图像监测装置所采集到的图片数据;
所述主控单元设置有加密模块,其用于将主控单元接收到的图片和视频数据进行加密处理;
所述无线传输模块用于接收来自主控单元加密后的图片和视频数据,并将其发送至数据接收单元。
2.如权利要求1所述的输电线路防外破在线监测系统,其特征在于,所述电源单元包括:
与感应取电模块连接的感应取电整流模块;
与感应取电整流模块连接的充电控制器;
与充电控制器连接的电池组,其输出端与主控单元连接。
3.如权利要求2所述的输电线路防外破在线监测系统,其特征在于,所述电源单元还包括:与电池组连接的电压监测单元,其另一端与主控单元连接,用于监测电池组的电压信号。
4.如权利要求2所述的输电线路防外破在线监测系统,其特征在于,所述电池组为磷酸铁锂电池组。
5.如权利要求1所述的输电线路防外破在线监测系统,其特征在于,所述数据接收单元包括:
与无线传输模块连接的安全平台,其用于将接收自无线传输模块的加密的图片和视频数据进行解密处理;
与安全平台连接的服务器,其用于存储接收自安全平台解密后的图片和视频数据;
与服务器连接的主站系统,其用于显示接收自服务器的图片和视频数据。
6.如权利要求1所述的输电线路防外破在线监测系统,其特征在于,所述图像监测装置为网络球机。
7.如权利要求1所述的输电线路防外破在线监测系统,其特征在于,所述监测系统还包括:输入端与主控单元连接的监测管理开关,其输出端分别与工控板和图像监测装置连接,用于接收来自主控单元的指令进而控制工控板和图像监测装置电源的开闭。
8.如权利要求1所述的输电线路防外破在线监测系统,其特征在于,所述监测系统还包括与主控单元连接的本地报警单元,其用于在所述主控单元接收到来自图像监测装置发出的报警信号时,接收主控单元发出的报警指令并发出报警动作。
9.如权利要求8所述的输电线路防外破在线监测系统,其特征在于,所述本地报警单元包括分别与主控单元连接的蜂鸣器,其用于接收到主控单元发出的报警指令后进行鸣响和LED灯,其用于接收到主控单元发出的报警指令后进行闪烁。
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