CN107820055A - 无人值守野外架空线视频监控方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种无人值守野外架空线视频监控方法及装置,在沿架空线走向依次布置若干视频监控集和若干光纤接入点,视频监控集由两个以上的视频监控点构成;每个视频监控集中相邻两个视频监控点之间直接无线通信;每个视频监控集中的其中一个视频监控点对应一个光纤接入点,并可通过该视频监控点将其所在视频监控集中的视频数据传输至电力后端服务器;每个视频监控点均利用风力发电和光伏发电的方法获取电能。本发明可实现野外大距离大范围架空线视频监控,不需要额外铺设光纤和4G网络,直接使用WIFI中继方式汇集到约定的架空线光纤接入点处即可,其方案实施简单,施工周期短,使用成本低,后期设备升级换代以及维护更新都比较方便。
Description
技术领域
本发明属于电力监控技术领域,尤其涉及一种无人值守野外架空线视频监控方法及装置。
背景技术
户外架空线安全运维关系到供电系统是否平稳安全,但常规的架空线一般布置在山地峡谷及其它无人值守的场景,如何确保这些输电系统安全运行成为一个重要研究课题。
传统监控方式包括人工定时巡检和在多个点固定安装视频监控设备,其中人工定时巡检,耗时长,成本大,效率低,而在多个视频监控点安装视频监控设备则存在以下缺陷,具体如下:
1)固定点安装视频监控设备,但施工难度大,成本大,设备需要从架空线上取电,设备安装施工以及后期维护时都需要停电处理,带来极大的电力损失;
2)每个视频监控点直接通过光纤或4G方式将数据传输给电力后端服务器,成本高,施工周期长,且4G在野外覆盖率低,光纤铺设等容易受地址灾害影响;
3)现有4G网络传输不稳定,野外4G覆盖较低,数据传输带宽低,无法满足在线检测。
发明内容
本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种无人值守野外架空线视频监控方法及装置,具有低功耗和低成本的特性,可有效监控输电线路上各部件的运行状态,发现隐患及时上报处理,减少输电线路故障发生概率,提高输电系统稳定性。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的:
一种无人值守野外架空线视频监控方法,该方法包括在沿架空线走向依次布置若干视频监控点和若干光纤接入点,各视频监控点的视频数据通过同一条光纤传输至电力后端服务器;
将所有的视频监控点分为多个视频监控集,所述视频监控集由两个以上的视频监控点构成;
每个视频监控集中相邻两个视频监控点之间直接无线通信;
每个视频监控集中的其中一个视频监控点对应一个光纤接入点,并通过该视频监控点实现光纤信号传输,将其所在视频监控集中所有视频数据传输至电力后端服务器;
每个视频监控点均利用风力发电和光伏发电的方法获取电能。
为了能够实施上述方法,提出了一种无人值守野外架空线视频监控装置,其包括光纤、电力后端服务器、若干沿架空线走向依次设置的视频监控组,每个视频监控组由沿架空线走向依次设置的若干视频监控单元组成,同一个视频监控组中的视频监控单元分成一个尾端视频监控单元和多个前端视频监控单元;
所述视频监控单元包括相机、视频数据无线通信模块、电源管理电路、电源管理无线通信模块和风光互补电源,所述相机朝向架空线监控区,所述风光互补电源与所述电源管理电路的输入端连接,所述相机的电源端、所述视频数据无线通信模块的电源端、所述电源管理无线通信模块的电源端均与所述电源管理电路连接;
同一个视频监控组中所有前端视频监控单元的电源管理电路与该组视频监控组中尾端视频监控单元的电源管理电路之间均通过电源管理无线通信模块无线连接,同一个视频监控组中相邻两个视频监控单元的相机通过视频数据无线通信模块无线连接;
所述视频监控组的前端视频监控单元的相机直接与视频数据无线通信模块连接,所述视频监控组的尾端视频监控单元还包括交换机,该尾端视频监控单元的相机通过交换机与视频数据无线通信模块连接,该尾端视频监控单元的交换机通过光纤与电力后端服务器通信连接,该尾端视频监控单元的交换机的电源端与的电源管理电路连接。
进一步地,所述光纤沿架空线走向依次设置有若干用于接入交换机的光纤接入端口。
优选地,所述视频数据无线通信模块为wifi模块。
优选地,所述电源管理无线通信模块为Lora模块。
优选地,所述尾端视频监控单元的电源管理电路设置有四个电源输出端口,且分别与该监控单元的相机电源端、视频数据无线通信模块电源端、电源管理无线通信模块电源端、交换机电源端连接,且该尾端视频监控单元的交换机与电源管理电路的控制信号端连接。
优选地,所述前端视频监控单元的电源管理电路设置有三个电源输出端口,且分别与该监控单元的相机电源端、视频数据无线通信模块电源端、电源管理无线通信模块电源端连接。
本发明的有益效果在于:
通过该方案可实现野外大距离大范围架空线视频监控,不需要额外铺设光纤和4G网络,直接使用WIFI中继方式汇集到约定的架空线光纤接入点处即可,其方案实施简单,施工周期短,使用成本低,后期设备升级换代以及维护更新都比较方便。
附图说明
图1是本发明中一个视频监控组的安装结构示意框图;
图2是本发明所述尾端视频监控单元的结构示意框图;
图3是本发明所述前端视频监控单元的结构示意框图;
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明:
本发明所述无人值守野外架空线视频监控方法,是在沿架空线走向依次布置若干视频监控点和若干光纤接入点,各视频监控点的视频数据通过同一条光纤传输至电力后端服务器;将所有的视频监控点分为多个视频监控集,视频监控集由两个以上的视频监控点构成;每个视频监控集中相邻两个视频监控点之间直接无线通信;每个视频监控集中的其中一个视频监控点对应一个光纤接入点,并通过该视频监控点实现光纤信号传输,将其所在视频监控集中所有视频数据传输至电力后端服务器;每个视频监控点均利用风力发电和光伏发电的方法获取电能。
结合图1、图2和图3所示,为了能够实施上述方法涉及了一种无人值守野外架空线视频监控装置,其包括光纤、电力后端服务器、若干沿架空线走向依次设置的视频监控组,每个视频监控组由沿架空线走向依次设置的若干视频监控单元组成,同一个视频监控组中的视频监控单元分成一个尾端视频监控单元和多个前端视频监控单元;视频监控组和单个视频监控组的视频监控单元个数可根据架空线的架设长度而定,距离越远,个数越多。
视频监控单元包括相机、视频数据无线通信模块、电源管理电路、电源管理无线通信模块和风光互补电源,相机朝向架空线监控区,风光互补电源与电源管理电路的输入端连接,相机的电源端、视频数据无线通信模块的电源端、电源管理无线通信模块的电源端均与电源管理电路连接;
同一个视频监控组中所有前端视频监控单元的电源管理电路与该组视频监控组中尾端视频监控单元的电源管理电路之间均通过电源管理无线通信模块无线连接,同一个视频监控组中相邻两个视频监控单元的相机通过视频数据无线通信模块无线连接;
视频监控组的前端视频监控单元的相机直接与视频数据无线通信模块连接,视频监控组的尾端视频监控单元还包括交换机,该尾端视频监控单元的相机通过交换机与视频数据无线通信模块连接,该尾端视频监控单元的交换机通过光纤与电力后端服务器通信连接,该尾端视频监控单元的交换机的电源端与的电源管理电路连接。
上述结构中,光纤沿架空线走向依次设置有若干用于接入交换机的光纤接入端口。视频数据无线通信模块为wifi模块。电源管理无线通信模块为Lora模块。尾端视频监控单元的电源管理电路设置有四个电源输出端口,且分别与该监控单元的相机电源端、视频数据无线通信模块电源端、电源管理无线通信模块电源端、交换机电源端连接,且该尾端视频监控单元的交换机与电源管理电路的控制信号端连接。前端视频监控单元的电源管理电路设置有三个电源输出端口,且分别与该监控单元的相机电源端、视频数据无线通信模块电源端、电源管理无线通信模块电源端连接。
交换机与电源管理电路之间通过串口模块连接,电源管理电路的电源控制命令来自于串口模块,该串口将控制指令传递到电源管理电路的MCU中并开启或者关闭相关电源;待本次拍照任务完成后,电源管理可自动关闭外设电源达到节省功耗目的。光电转换模块或者光电交换机需一直工作,这样网络串口模块才能实时响应后端服务器发送的相关控制指令。
本专利中的供电方式具备如下特性:
1、无需市电供电和CT取电条件,各监控点采用风光互补电源实现;
2、各监控点电源系统具备节能及低功耗控制策略,以满足电池供电的低功耗及恶劣环境对电池充电影响;
3、设备电源可控功能,未拍照及无视频传输期间关闭设备电源以提高电池使用时间;
4、定时唤醒功能,如每间隔1小时唤醒一次,唤醒后设备工作1-2分钟拍照后再关闭;
5、能响应上位机发送的突发监控请求,即此时设备处于电源定时关闭等待期间,如果接收到上位机请求数据命令,则立刻唤醒设备开机并上传相关数据。
户外架空线无现成WIFI网络覆盖,且在山地河谷地带4G网络覆盖也比较差;因此,野外架空线视频传输网络需要自己设计搭建。目前,国内的高压输电线路上每间隔一定距离(50KM或者更远距离)均会在输电铁塔附近放置一光纤接入端口,通过该光纤接入端口,外部数据可上传到电力后端服务器。
下面以单个视频监控组,且该视频监控组所对应的光纤覆盖区间包含4个监控点为例,如图1所示,其中三个监控点均安装有前端视频监控单元,另外一个监控点安装有尾端视频监控单元。
设前端视频监控单元3的相机所获取到的视频/图片数据为D,前端视频监控单元2的相机所获取到的视频/图片数据为C,前端视频监控单元1的相机所获取到的视频/图片数据为B,尾端视频监控单元的相机所获取到的视频/图片数据为A,实际使用中,数据流向为:D流向前端视频监控单元2,D+C流向前端视频监控单元1,D+C+B流向尾端视频监控单元,尾端视频监控单元汇总各数据后通过交换机将A,B,C,D所有数据一起经过光纤传输到电力后端服务器处理。
对于采集某监控点的数据可以随时控制,以控制采集前端视频监控单元2为例,控制方式如下:
尾端视频监控单元通过光纤接收到电力后端服务器发出采集前端视频监控单元2处数据的指令,该指令通过交换机将命令发送到电源管理电路的控制芯片;
电源管理电路的控制芯片解析命令,发现需要采集前端视频监控单元2处的数据,则根据视频网络传输路径计算得到需要开启尾端视频监控单元、前端视频监控单元1、前端视频监控单元2三处节点的对应电源,使得尾端视频监控单元的视频数据无线通信模块带电工作,使得前端视频监控单元1的视频数据无线通信模块带电工作,使得前端视频监控单元2的视频数据无线通信模块和相机均带电工作;
前端视频监控单元2的相机所采集到的数据经过前端视频监控单元1的视频数据无线通信模块和尾端视频监控单元1的视频数据无线通信模块传输至交换机,并经过光纤传输至电力后端服务器,此时本次数据采集结束。
其它监控点的数据采集方式与上述控制方式相同,这里不多做描述。
本方案中采用传输带宽稳定,传输距离远的Lora通信技术,各监控点均涉及有电源管理部分,默认情况下Lora通信单元和电源控制系统待机,其余外设均处于电源管理状态,当有监控命令时,Lora模块无线控制指定站点设备开机并开始数据采集,采集完成后再次关机,从而实现低功耗应用。
以上仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围内。
Claims (7)
1.一种无人值守野外架空线视频监控方法,该方法包括在沿架空线走向依次布置若干视频监控点和若干光纤接入点,各视频监控点的视频数据通过同一条光纤传输至电力后端服务器,其特征在于:
将所有的视频监控点分为多个视频监控集,所述视频监控集由两个以上的视频监控点构成;
每个视频监控集中相邻两个视频监控点之间直接无线通信;
每个视频监控集中的其中一个视频监控点对应一个光纤接入点,并通过该视频监控点实现光纤信号传输,将其所在视频监控集中所有视频数据传输至电力后端服务器;
每个视频监控点均利用风力发电和光伏发电的方法获取电能。
2.一种无人值守野外架空线视频监控装置,包括光纤和电力后端服务器,其特征在于:还包括若干沿架空线走向依次设置的视频监控组,每个视频监控组由沿架空线走向依次设置的若干视频监控单元组成,同一个视频监控组中的视频监控单元分成一个尾端视频监控单元和多个前端视频监控单元;
所述视频监控单元包括相机、视频数据无线通信模块、电源管理电路、电源管理无线通信模块和风光互补电源,所述相机朝向架空线监控区,所述风光互补电源与所述电源管理电路的输入端连接,所述相机的电源端、所述视频数据无线通信模块的电源端、所述电源管理无线通信模块的电源端均与所述电源管理电路连接;
同一个视频监控组中所有前端视频监控单元的电源管理电路与该组视频监控组中尾端视频监控单元的电源管理电路之间均通过电源管理无线通信模块无线连接,同一个视频监控组中相邻两个视频监控单元的相机通过视频数据无线通信模块无线连接;
所述视频监控组的前端视频监控单元的相机直接与视频数据无线通信模块连接,所述视频监控组的尾端视频监控单元还包括交换机,该尾端视频监控单元的相机通过交换机与视频数据无线通信模块连接,该尾端视频监控单元的交换机通过光纤与电力后端服务器通信连接,该尾端视频监控单元的交换机的电源端与的电源管理电路连接。
3.根据权利要求2所述的无人值守野外架空线视频监控装置,其特征在于:所述光纤沿架空线走向依次设置有若干用于接入交换机的光纤接入端口。
4.根据权利要求2所述的无人值守野外架空线视频监控装置,其特征在于:所述视频数据无线通信模块为wifi模块。
5.根据权利要求2所述的无人值守野外架空线视频监控装置,其特征在于:所述电源管理无线通信模块为Lora模块。
6.根据权利要求2所述的无人值守野外架空线视频监控装置,其特征在于:所述尾端视频监控单元的电源管理电路设置有四个电源输出端口,且分别与该监控单元的相机电源端、视频数据无线通信模块电源端、电源管理无线通信模块电源端、交换机电源端连接,且该尾端视频监控单元的交换机与电源管理电路的控制信号端连接。
7.根据权利要求2所述的无人值守野外架空线视频监控装置,其特征在于:所述前端视频监控单元的电源管理电路设置有三个电源输出端口,且分别与该监控单元的相机电源端、视频数据无线通信模块电源端、电源管理无线通信模块电源端连接。
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