CN110032093A - 一种基于视觉物联网的工程用电安全管理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于视觉物联网的工程用电安全管理方法，包括以下步骤：1)区域划分建模、编码，设置区域监控器和信息中继站；2)数据监控模块进行实时监控，逻辑运算模块优化预处理，预警响应模块进行报警；3)控制终端对信息转换和处理，实时调整，对电力设备位置确定，一种基于视觉物联网的工程用电安全管理的系统，主要包括控制终端、数据传输模块、区域监控器、数据监控模块、逻辑运算模块、预警响应模块、定位模块。本发明对不同区域电力设备进行视觉物联网监控，对监测信号进行收集、分析判断，快速对故障的电力设备做出反应，提高用电利用率，保证电力设备的正常运行。

Description

一种基于视觉物联网的工程用电安全管理方法

技术领域

本发明属于电力设备控制与管理技术领域，具体是涉及一种基于视觉物联网的工程用电安全管理方法。

背景技术

随着社会快速发展和科技的进步，人们对电力的关注日益增加，电力系统的改革也不断深化和发展。国家电网提出的“信息化、网络化、智能化、集成化”的发展要求，也正是电力工业发展的方向。在工作用电管理中都在通过监控系统以实现无人值守的智能化式的管理。

在工程中电力设备力设备连接部分都是金属器件，由于气候冷热变化，设备基础变化，加工工艺等原因使连接部分压接不紧，压力不够，触头间的接触部分发生变化等引起接触电阻增大。在电流通过时，温度升高，造成设备老化，绝缘下降，严重的还能触发电弧短路，烧坏设备，扩大设备损坏范围，降低设备使用寿命。为保障电力设备的安全生产和提高设备运行的可靠性，需要对设备的过热部位进行温度在线监测，做到温度越线报警。同时在维修过程中，在对电力设备的实时现场图像监控并不够全面，也不能对视频图像进行监控及分析，不能实现自动完成部分设置和维护工作。而变电站辅助设备的统一协调，独立运行，实时交互的控制和管理是系统智能化、集成化的重要体现。

操作人员在检修、维护过程中，由于节点数量多，不能准确判断出故障的电力设备位置；虽然以往的报警装置能够在设备出现故障时及时向设备维护人员发出故障报警信号，在不清楚故障设备类型的情况下维护人员要立即赶赴故障现场进行检查、分析和处理，可能会少带某些专业的检修工具，有一定的盲目性，延长排除故障的时间，巡检到位情况和记录数据无法把握其真实性，大量巡检信息保存不便、易丢失、耗工时；信息查询不便，无法有效利用数据对设备做缺陷分析、选项等做辅助决策。远程监控覆盖率低，成本昂贵，目前的监控系统难以实现温度和电流的监测和调整。

发明内容

针对以上技术问题，本发明提供一种基于视觉物联网，能够对电力设备进行实时定位监测，针对不同的预警信息，快速读取电力设备的工程用电安全管理方法。

本发明的技术方案是一种基于视觉物联网的工程用电安全管理方法，包括以下步骤：

1)先对工程用电区域进行区域划分，进行区域图像建模，再通过对每个区域中的设备信息采集，将采集后的信息编制相对应的二维码，将划分好的每个区域设置有区域监控器和信息中继站，对每个区域实时监控和数据传输；

2)通过数据监控模块对电力设备的运行数据变化进行实时监控，数据监控模块将数据上传到逻辑运算模块进行预处理，逻辑运算模块进行载荷优化，并对电力设备功率补偿，然后逻辑运算模块通过预警响应模块将数据传输到控制终端，当有故障时，锁控保护单元控制电力设备进入保护状态；

3)控制终端通过数据传输模块接收每个区域的信息，对信息转换并处理，绘制每个区域中电力设备的数据曲线变化，当出现故障时，预警响应模块发出警报，同时对电力设备位置确定，通过将处理好的位置信息发送到每个操作人员，结合二维码对电力设备信息确认，进行管理维修。

进一步地，步骤1)中区域监控器包括CCD摄像仪和超导红外线传感器，用于对每个区域进行实时视频传输，通过CCD摄像仪对区域进行全面拍摄，超导红外线传感器对电力设备线路发生火灾时能够及时监测。

进一步地，步骤3)中当发生故障时，预警响应模块响应，并根据故障情况的不同，在控制终端中故障的电力设备建模图层灯光以不同的周期闪烁，发出不同频率的声音，能够以闪烁周期的长短判断电力设备是否正常，和声音频率的高低，表明不同的故障类型。

进一步地，步骤1)中每个区域通过建模成像模块处理，所述建模成像模块是以平面定位单元和三维建模单元对区域进行划分处理，并以不同颜色图层进行区别成像建模区分，感知定位单元、控制终端与二维码进行数据交互，便于对不同区域进行设置，通过建模和定位能够快速、准确的对故障处进行排除。

上述的一种基于视觉物联网的工程用电安全管理的系统，主要包括控制终端、数据传输模块、区域监控器、数据监控模块、逻辑运算模块、预警响应模块、定位模块；所述控制终端用于对每个区域中的电力设备的实时情况进行视频监控和调整；所述数据传输模块用于对信息中继站的信息进行信息传输；所述区域监控器用于对每个区域中的电力设备和传输电路情况进行监控；所述数据监控模块用于对每个区域中的电力设备数据记录和保存；所述逻辑运算模块用于对数据监控模块的数据进行优化分析；所述预警响应模块用于对逻辑运算模块处理后的数据采取是否报警响应动作；所述定位模块用于接收预警信息，确定电力设备位置信息。

进一步地，控制终端包括建模成像模块、图像分析单元、显示单元；所述建模成像模块用于对每个区域进行不同颜色的区别建模；所述图像分析单元用于对接收到的图像进行防失真和调整帧数处理；所述显示单元通过实时监控窗口、状态指示灯、数据变化窗口电力设备实时获得数据，通过对不同区域进行颜色区分，便于直观了解故障区域，并对图像进行预处理，使图像更加清楚明显，通过显示单元能够直观了解电力设备实时的运行状况。

进一步地，数据监控模块包括温度传感器和设备监测单元；所述温度传感器用于获取被测电力设备的温度信息；所述设备监测单元用于对电力设备的电流、电压、运行压力连续实时监控反馈，对电力设备数据联合监控，再将数据上传到逻辑运算模块进行检测和控制，预警响应模块做出判断，保证电力设备是否存在故障隐患。

进一步地，逻辑运算模块包括载荷优化单元、功率补偿单元、锁控保护单元、判断单元；所述载荷优化单元用于对电力设备的用电载荷情况优化运行数据阈值；所述功率补偿单元用于对电力设备优化前后的数据进行对比和处理；所述锁控保护单元用于对电力设备反馈的数据结果，进入保护状态；所述判断单元用于判断数据是否处于正常，来触发预警响应模块，对电力设备运行时进行合理的分析控制，能够有效化做出调整，保证电力设备在不同状态下的正常运行。

进一步地，数据传输模块通过电力载波单元进行数据载波，通过1553B总线控制器、GGSN网关和GSM模块实现数据传输，防止传输过程中数据中断，产生延迟，提高系统响应度。

本发明的有益效果是：通过对工程用电进行区域划分，并对划分好的不同区域以不同颜色建模，便于区分，通过数据监控模块对电力设备实时监测，结合二维码和对电力设备定位处理，确定电力设备类型和信息；数据传输模块和信息中继站能够保证数据传输时的高效性、实时性、无误性；逻辑运算模块能够合理化对电力设备的运行状态数据做出调整，达到用电的协调分配，同时锁控保护单元对电力设备异常时进行保护；控制终端对不同区域的数据录入，实时了解，快速做出判断；预警响应模块可根据区域不同进行设置，根据灯光闪烁和声音频率不同立刻判断出出现故障的区域，将信息发送到操作人员，结合二维码信息，显示详细信息，能够而迅速、准确进行维修，保证确保电力设备的正常运行，提高电力设备运行管理的效率和可靠性。

附图说明

图1为本发明的系统框架图。

具体实施方式

实施例

下面结合具体实施方式来对本发明进行更进一步详细的说明，以更好地体现本发明的优势。

一种基于视觉物联网的工程用电安全管理方法，包括以下步骤：

1)先对工程用电区域进行区域划分，每个区域通过建模成像模块处理，所述建模成像模块是以平面定位单元和三维建模单元对区域进行划分处理，并以不同颜色图层进行区别成像建模区分，感知定位单元、控制终端与二维码进行数据交互，再通过对每个区域中的设备信息采集，将采集后的信息编制相对应的二维码，将划分好的每个区域设置有区域监控器和信息中继站，区域监控器包括CCD摄像仪和超导红外线传感器，对每个区域实时监控和数据传输；

2)通过数据监控模块对电力设备的运行数据变化进行实时监控，数据监控模块将数据上传到逻辑运算模块进行预处理，逻辑运算模块进行载荷优化，并对电力设备功率补偿，然后逻辑运算模块通过预警响应模块将数据传输到控制终端，当有故障时，锁控保护单元控制电力设备进入保护状态；

3)控制终端通过数据传输模块接收每个区域的信息，对信息转换并处理，绘制每个区域中电力设备的数据曲线变化，当出现故障时，预警响应模块发出警报，并根据故障情况的不同，在控制终端中故障的电力设备建模图层灯光以不同的周期闪烁，发出不同频率的声音，同时对电力设备位置确定，通过将处理好的位置信息发送到每个操作人员，结合二维码对电力设备信息确认，进行管理维修。

上述的一种基于视觉物联网的工程用电安全管理的系统，主要包括控制终端、数据传输模块、区域监控器、数据监控模块、逻辑运算模块、预警响应模块、定位模块；控制终端用于对每个区域中的电力设备的实时情况进行视频监控和调整，控制终端包括建模成像模块、图像分析单元、显示单元；建模成像模块用于对每个区域进行不同颜色的区别建模；图像分析单元用于对接收到的图像进行防失真和调整帧数处理；显示单元通过实时监控窗口、状态指示灯、数据变化窗口电力设备实时获得数据，通过对不同区域进行颜色区分，便于直观了解故障区域，并对图像进行预处理，使图像更加清楚明显，通过显示单元能够直观了解电力设备实时的运行状况；数据传输模块用于对信息中继站的信息进行信息传输，数据传输模块通过电力载波单元进行数据载波，通过1553B总线控制器、GGSN网关和GSM模块实现数据传输，防止传输过程中数据中断，产生延迟，提高系统响应度；数据监控模块包括温度传感器和设备监测单元；温度传感器用于获取被测电力设备的温度信息；设备监测单元用于对电力设备的电流、电压、运行压力连续实时监控反馈，对电力设备数据联合监控，再将数据上传到逻辑运算模块进行检测和控制，预警响应模块做出判断，保证电力设备是否存在故障隐患；区域监控器用于对每个区域中的电力设备和传输电路情况进行监控；数据监控模块用于对每个区域中的电力设备数据记录和保存；逻辑运算模块用于对数据监控模块的数据进行优化分析，逻辑运算模块包括载荷优化单元、功率补偿单元、锁控保护单元、判断单元；载荷优化单元用于对电力设备的用电载荷情况优化运行数据阈值；功率补偿单元用于对电力设备优化前后的数据进行对比和处理；锁控保护单元用于对电力设备反馈的数据结果，进入保护状态；判断单元用于判断数据是否处于正常，来触发预警响应模块，对电力设备运行时进行合理的分析控制，能够有效化做出调整，保证电力设备在不同状态下的正常运行；预警响应模块用于对逻辑运算模块处理后的数据采取是否报警响应动作；定位模块用于接收预警信息，确定电力设备位置信息。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种基于视觉物联网的工程用电安全管理方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)先对工程用电区域进行区域划分，进行区域图像建模，再通过对每个区域中的设备信息采集，将采集后的信息编制相对应的二维码，将划分好的每个区域设置有区域监控器和信息中继站，对每个区域实时监控和数据传输；

2)通过数据监控模块对电力设备的运行数据变化进行实时监控，数据监控模块将数据上传到逻辑运算模块进行预处理，逻辑运算模块进行载荷优化，并对电力设备功率补偿，然后逻辑运算模块通过预警响应模块将数据传输到控制终端，当有故障时，锁控保护单元控制电力设备进入保护状态；

3)控制终端通过数据传输模块接收每个区域的信息，对信息转换并处理，绘制每个区域中电力设备的数据曲线变化，当出现故障时，预警响应模块发出警报，同时对电力设备位置确定，通过将处理好的位置信息发送到每个操作人员，结合二维码对电力设备信息确认，进行管理维修。

2.如权利要求1所述的一种基于视觉物联网的工程用电安全管理方法，其特征在于，所述步骤1)中区域监控器包括CCD摄像仪和超导红外线传感器，用于对每个区域进行实时视频传输。

3.如权利要求1所述的一种基于视觉物联网的工程用电安全管理方法，其特征在于，所述步骤3)中当发生故障时，预警响应模块响应，并根据故障情况的不同，在控制终端中故障的电力设备建模图层灯光以不同的周期闪烁，发出不同频率的声音。

4.如权利要求1所述的一种基于视觉物联网的工程用电安全管理方法，其特征在于，所述步骤1)中每个区域通过建模成像模块处理，所述建模成像模块是以平面定位单元和三维建模单元对区域进行划分处理，并以不同颜色图层进行区别成像建模区分，感知定位单元、控制终端与二维码进行数据交互。

5.如权利要求1-4任意一项所述的一种基于视觉物联网的工程用电安全管理的系统，其特征在于，主要包括控制终端、数据传输模块、区域监控器、数据监控模块、逻辑运算模块、预警响应模块、定位模块；所述控制终端用于对每个区域中的电力设备的实时情况进行视频监控和调整；所述数据传输模块用于对信息中继站的信息进行信息传输；所述区域监控器用于对每个区域中的电力设备和传输电路情况进行监控；所述数据监控模块用于对每个区域中的电力设备数据记录和保存；所述逻辑运算模块用于对数据监控模块的数据进行优化分析；所述预警响应模块用于对逻辑运算模块处理后的数据采取是否报警响应动作；所述定位模块用于接收预警信息，确定电力设备位置信息。

6.权利要求5所述的一种基于视觉物联网的工程用电安全管理的系统，其特征在于，所述控制终端包括建模成像模块、图像分析单元、显示单元，所述建模成像模块用于对每个区域进行不同颜色的区别建模；所述图像分析单元用于对接收到的图像进行防失真和调整帧数处理；所述显示单元通过实时监控窗口、状态指示灯、数据变化窗口电力设备实时获得数据。

7.权利要求5所述的一种基于视觉物联网的工程用电安全管理的系统，其特征在于，所述数据监控模块包括温度传感器、设备监测单元；所述温度传感器用于获取被测电力设备的温度信息；所述设备监测单元用于对电力设备的电流、电压、运行压力连续实时监控反馈。

8.权利要求5所述的一种基于视觉物联网的工程用电安全管理的系统，其特征在于，所述逻辑运算模块包括载荷优化单元、功率补偿单元、锁控保护单元、判断单元；所述载荷优化单元用于对电力设备D的用电载荷情况优化运行数据阈值；所述功率补偿单元用于对电力设备优化前后的数据进行对比和处理；所述锁控保护单元用于对电力设备反馈的数据结果，进入保护状态；所述判断单元用于判断数据是否处于正常，来触发预警响应模块。

9.权利要求5所述的一种基于视觉物联网的工程用电安全管理的系统，其特征在于，所述数据监控模块包括设备监测单元，所述设备监测单元用于对电力设备的电流、电压、运行压力连续实时监控反馈。