CN111585643A - 一种应用于电力架线过程中的远程实时监控方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于张力架线技术领域，具体涉及一种应用于电力架线过程中的远程实时监控方法。一种应用于电力架线过程中的远程实时监控方法，包括如下步骤：应用管理平台向地面接收站发送控制指令；地面接收站将控制指令转发给无人机装置；无人机装置接收控制指令后，进行对电力架线过程中的电力线进行拍摄的巡检任务，将拍摄到的采集数据发送给数据中转站；数据中转站将采集数据转发给地面接收站；地面接收站接将采集数据存储于存储服务器中；应用管理平台对采集数据进行分析管理。本发明无需施工人员进行人工爬杆及看护，采用无人机装置采集数据，采用数据中继转发的形式获取数据，降低了人工工作风险的同时，大大提高了工作效率。

Description

一种应用于电力架线过程中的远程实时监控方法

技术领域

本发明属于张力架线技术领域，具体涉及一种应用于电力架线过程中的远程实时监控方法。

背景技术

张力架线是在我国建设超高压输电线路工程时发展起来的一种架线施工工艺，通过几十年的不断探索、改进与创新，已积累了丰富的施工经验，施工工艺更加成熟，施工方法更加简单。架空输电线路导线均釆用一牵多展放方式进行导线张力放线，并采用与张力放线相配套的工艺进行紧线、挂线、附件安装等作业，整套架线施工方法就称为张力架线。利用牵引机、张力机及一系列的配套工器具(如走板、放线滑车、牵引绳、导引绳、连接器等)展放导线、地线，使其在展放过程中离开地面和障碍物呈架空状态的放线方法称为张力放线。

如图1所示，在张力架线过程中，主牵引机1用于通过牵引绳6将导线布设到塔杆；牵引线收线滑车2用于回收牵引绳6；张力机3用于牵引导线7放线；导线放线滑车4用于在张力机3的牵引下释放导线7。在放线过程中，导线7在展放中存在发生受压损伤或输电线路的导地线在展放过程中偶尔会出现导地线滑出滑轮槽而受损的情况。尤其是图1中牵引线与导线的接口5在过滑轮时，容易出现滑出滑轮槽，导致导线7未布设到预定线槽。因此，在展放过程中，每一个基铁塔8都需安排专人看护，这些工人必须要爬到塔顶上才能清晰的观察到导线牵引情况。发现情况立即通过对讲机通知张力机控制人员，停止展放。上述方式存在如下问题：

1、需要工人爬到塔顶来观察导线牵引情况，在每个塔站需要一名工人，需要大量施工人员进行看护，架线工作效率低下，人工成本高，工人在攀爬电力塔是存在较高风险；

2、当架线到距离张力机较远的电力塔时，受限于山地等自然环境，看护工人与张力机操作工人之间的通讯收到影响，出现故障无法及时通知地面接收人员。

发明内容

本发明针对在电力架线过程中，需要大量施工人员进行人工看护，容易出现通讯问题，影响工作效率，存在较高风险的技术问题，目的在于提供一种应用于电力架线过程中的远程实时监控方法。

一种应用于电力架线过程中的远程实时监控方法，包括如下步骤：

应用管理平台向地面接收站发送用于控制无人机装置的控制指令；

所述地面接收站接收到所述控制指令，采用无线的方式转发给所述无人机装置；

所述无人机装置接收所述控制指令后，进行对电力架线过程中的电力线进行拍摄的巡检任务，将拍摄到的采集数据采用无线的方式发送给数据中转站，所述采集数据包括图像或视频数据；

所述数据中转站接收所述采集数据，将所述采集数据采用无线的方式转发给所述地面接收站；

所述地面接收站接收所述采集数据后，将所述采集数据存储于存储服务器中；

所述应用管理平台从所述存储服务器中调取所述采集数据，对所述采集数据进行分析管理。

本发明将数据采集和数据回传分开实现，无人机装置主要完成数据采集，通过数据中转站将数据回传，从而降低无人机装置的功耗，提高无人机的续航里程，提高数据采集效率。同时，数据中转站由于不受功耗影响，另外可以实现中继转发，从而提高数据回传的稳定性和实时性，提高视频、图像等大容量数据的远程无线传输效率。通过本发明的上述设计后，可以摒弃传统采用施工人员人工看护的方式，采用无人机的巡航轨迹设定、无人机的远程控制、采集数据的稳定转发等功能。保证了采集数据的稳定回传，实现了电力线设备的远距离高效巡检。

所述应用管理平台向地面接收站发送用于控制无人机装置的控制指令之前，包括：

将电力线按照塔杆进行分段，在每个塔杆上部署一个所述数据中转站，通过所述应用管理平台根据分段后的电力线及地形数据设置无人机装置的巡线航迹，将所述巡线航迹作为控制指令；

对分段后的多个塔杆进行编号，对所述数据中转站也进行编号，将每段中的所述数据中转站与所述塔杆一一对应；

为每个所述数据中转站配置独立的IP地址。

所述无人机装置接收所述控制指令后，进行对电力架线过程中的电力线进行拍摄的巡检任务，包括：

所述无人机装置接收所述控制指令后，所述无人机装置飞临所述控制指令对应的塔杆，向所述塔杆对应的所述数据中转站发送拍摄请求消息；

所述数据中转站接收到所述拍摄请求消息后，向所述无人机装置发送确认消息，所述确认消息中包含有所述数据中转站的设备编号及IP地址；

所述无人机装置接收到所述确认消息后，启动拍摄装置，从当前所述塔杆开始根据巡线航迹沿着电力线路向下一个塔杆飞行拍摄，得到采集数据；

当所述无人机装置飞临下一个塔杆时，进行所述向所述塔杆对应的所述数据中转站发送拍摄请求消息步骤，在所述无人机装置接收到所述确认消息后，将拍摄到的所述采集数据进行封装打包，标识时间和设备编号或IP地址侯，将数据包进行暂存，进行所述启动拍摄装置步骤；

直至所述无人机装置根据巡线航迹的设定依次完成所有塔杆之间电力线路及设备的拍摄。

所述将拍摄到的采集数据采用无线的方式发送给数据中转站，所述采集数据包括图像或视频数据，包括：

当所述无人机装置的数据存储将满时，所述无人机装置搜索附近的所述数据中转站，并前往停靠，所述无人机装置还通过所述地面接收站通知所述应用管理平台；

所述无人机装置停靠到所述数据中转站上的停靠台上后，将暂存的一个或多个数据包均采用无线的方式发送给所述数据中转站；

当所述无人机装置将暂存的一个或多个所述数据包都发送给所述数据中转站后，通过所述地面接收站与所述应用管理平台建立连接，请求起飞并继续执行巡检任务；

所述应用管理平台接收到所述请求后，重新设定巡线航迹，将所述巡线航迹作为控制指令通过所述地面接收站发送给所述无人机装置；

所述无人机装置接收所述控制指令后，继续执行巡检任务。

还包括：

当所述无人机装置的电量不足时，所述无人机装置搜索附近的所述数据中转站，并前往停靠，所述无人机装置还通过所述地面接收站通知所述应用管理平台；

所述无人机装置停靠到所述数据中转站上的停靠台上后，通过无线充电装置为所述无人机装置充电；

当所述无人机装置的电池充满后，通过所述地面接收站与所述应用管理平台建立连接，请求起飞并继续执行巡检任务；

所述应用管理平台接收到所述请求后，重新设定巡线航迹，将所述巡线航迹作为控制指令通过所述地面接收站发送给所述无人机装置；

所述无人机装置接收所述控制指令后，继续执行巡检任务。

还包括：

当所述无人机装置的数据存储将满或电量不足时，所述无人机装置搜索附近的所述数据中转站，并前往停靠，所述无人机装置还通过所述地面接收站通知所述应用管理平台；

所述无人机装置停靠到所述数据中转站上的停靠台上后，通过无线充电装置为无人机装置充电，将暂存的一个或多个数据包均采用无线的方式发送给所述数据中转站；

当所述无人机装置将暂存的一个或多个所述数据包都发送给所述数据中转站，且电池充满后，通过所述地面接收站与所述应用管理平台建立连接，请求起飞并继续执行巡检任务；

所述应用管理平台接收到所述请求后，重新设定巡线航迹，将所述巡线航迹作为控制指令通过所述地面接收站发送给所述无人机装置；

所述无人机装置接收所述控制指令后，继续执行巡检任务。

所述数据中转站接收所述采集数据，将所述采集数据采用无线的方式转发给所述地面接收站，包括：

所述数据中转站接收一个或多个所述数据包，向所述地面接收站发送数据传输请求消息；

所述地面接收站接收到所述请求消息后，向所述数据中转站回复反馈消息，所述反馈消息包含所述地面接收站当前的状态、待接收数据量及信号强度，所述状态包括空闲状态或工作状态；

所述数据中转站接收所述反馈消息，若所述反馈消息中的状态为空闲状态且信号强度大于信号阈值，则与所述地面接收站建立数据连接，将一个或多个所述数据包通过无线的方式传送给所述地面接收站；

若所述反馈消息中的状态为工作状态且所述待接收数据量大于数量阈值，或所述信号强度不大于所述信号阈值时，则所述数据中转站请求与前一数据中转站建立数据连接，将一个或多个数据包转发给前一个数据中转站；

前一个数据中转站接收到一个或多个所述数据包后，进行向所述地面接收站发送数据传输请求消息步骤；

若一个或多个所述数据包转发送至第一个数据中转站，第一个所述数据中转站也进行向所述地面接收站发送数据传输请求消息步骤，若所述反馈消息中的状态为工作状态且所述待接收数据量大于数量阈值，或所述信号强度不大于所述信号阈值时，则随机等待一段时间后再次进行向所述地面接收站发送数据传输请求消息步骤，直至将一个或多个所述数据包发送给所述地面接收站。

所述地面接收站接收所述采集数据后，将所述采集数据存储于存储服务器中，包括：

所述地面接收站接收一个或多个所述数据包，根据所述数据包对应的时间和设备编号或IP地址，对一个或多个所述数据包进行数据汇总，将数据汇总后的数据包按时间的先后顺序存储于所述存储服务器中。

所述应用管理平台从所述存储服务器中调取所述采集数据，对所述采集数据进行分析管理，包括：

所述应用管理平台对采集到的所述采集数据进行分析，通过标识的所述时间和设备编号或IP地址，确定电力线和设备以及日期，当发现电力线故障或电力线状态存在风险时，将日期、设备编号或IP地址对应的电力线或设备一起通知给运维人员。

本法的方法采用监控系统实现上述步骤，所述监控系统包括一个或多个电力线搭杆，还包括数据采集装置、数据中转站、地面接收站、应用管理平台和存储服务器，每个所述电力线塔杆上均设有一个所述数据中转站，所述数据采集装置采用无人机装置；

所述数据采集装置采用无线的方式分别连接每个所述数据中转站，所述数据采集装置采用无线的方式连接所述地面接收站；

每个所述数据中转站采用无线的方式分别连接所述地面接收站；

所述地面接收站采用有线的方式分别连接所述应用管理平台和所述存储服务器。

所述无人机装置包括计算处理模块，与所述计算处理模块连接的飞行控制模块、机载视频及图像传感采集设备、无线通信模块、数据存储模块、电池组和电源管理模块。其中，飞行控制模块用于控制无人机装置的飞行姿态；机载视频及图像传感采集设备用于飞行过程中对电力线进行高速拍摄，并将电力线的图像或视频数据通过数据存储模块暂时存储；无线通信模块用于将存储的采集数据通过数据中转站发送到存储服务器，同时用于接收应用管理平台发送的控制指令；电池组及电源管理模块用于对接数据中转站上无人机停靠平台的供电装置，给无人机无线充电，在无人机电量不足时，及时搜索附近数据中转站并停靠充电。

所述机载视频及图像传感采集设备包括前端摄像头和后端摄像头。

所述数据中转站上设置有无人机停靠平台，所述无人机停靠平台包括停靠板和无线充电装置；

所述数据中转站还包括计算处理模块，与所述计算处理模块连接的数据收发及存储模块、无线通信模块、电源管理模块、电池组、电力接口模块，所述电力接口模块与所述数据中转站对应的所述电力线搭杆的电源端连接。其中，数据收发及存储模块，用于在无人机装置停靠在数据中转站时接收无人机装置采集的数据并转发给地面接收站；无线通信模块负责具体通信的连接；无人机停靠平台用于为无人机装置提供临时停靠，为无人机装置提供无线充电等功能。设备与塔杆的电力接口模块，实现从电力线上取电，进而为无人机装置提供无线充电。

所述地面接收站包括计算处理模块，与所述计算处理模块连接的CPE通信模块、数据汇聚模块、无线通信模块、数据转发模块和电源管理模块。地面接收站用于接收数据中转站发送来的数据，并通过有线方式存储于存储服务器中，地面接收站接收应用管理平台发送的用于控制无人机装置的控制指令，并转发给无人机装置。地面接收站通过CPE通信模块实现LTE/专网等远距离无线通信与Internet有线通信之间的转换。

优选的，所述数据采集装置采用LTE/Wi-Fi分别连接每个所述数据中转站，所述数据采集装置采用LTE/专网连接所述地面接收站。

优选的，每个所述数据中转站采用LTE/专网分别连接所述地面接收站。

本发明的积极进步效果在于：本发明的一种应用于电力架线过程中的远程实时监控方法，无需施工人员进行人工爬杆及看护，采用无人机装置采集数据，采用数据中继转发的形式获取数据，降低了人工工作风险的同时，大大提高了工作效率。

附图说明

图1为现有技术中张力架线的一种过程原理图；

图2为本发明监控方法所采用的的监控系统的一种架构图；

图3为本发明无人机装置的一种系统框图；

图4为本发明数据中转站的一种系统框图；

图5为本发明地面接收站的一种系统框图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示进一步阐述本发明。

参照图2，本发明监控方法所采用的监控系统的一种架构图，包括：

数据采集装置、数据中转站、地面接收站、应用管理平台几部分构成，其中，数据采集装置采用无人机装置1，无人机装置1通过无线的方式，优选LTE/Wi-Fi与数据中转站2连接，无人机装置1通过无线的方式，优选LTE/专网与地面接收站3连接，数据中转站2通过无线的方式，优选LTE/专网与地面接收站3连接，地面接收站3通过有线方式分别与存储服务器4和应用管理平台5连接，应用管理平台5通过有线方式和存储服务器4连接。

参照图3，无人机装置1作为电力线巡检的数据采集端，具体包括计算处理模块，与计算处理模块连接的飞行控制模块、机载视频及图像传感采集设备、无线通信模块、数据存储模块、电池组、电源管理模块等几部分构成，其中，飞行控制模块用于控制无人机的飞行姿态；机载视频及图像传感采集设备用于飞行过程中对电力线进行高速拍摄，并将电力线的图像或视频数据通过数据存储模块暂时存储；机载视频及图像传感采集设备包括前端摄像头和后端摄像头。无线通信模块用于将存储的采集数据通过数据中转站发送到存储服务器，同时用于接收应用管理平台发送的控制指令；电池组及电源管理模块用于对接数据中转站上无人机停靠平台的供电装置，给无人机无线充电，在无人机电量不足时，及时搜索附近数据中转站并停靠充电。

参照图4，数据中转站2部署在电力线搭杆上，用于无人机装置采集数据的临时存储和中转传输，为无人机装置1提供临时停靠及充电功能。数据中转站2上设置有无人机停靠平台，还包括计算处理模块，与计算处理模块连接的数收发及存储模块、无线通信模块、电源管理模块、电池组、设备与塔杆的电力接口模块等几部分构成。其中，数据收发及存储模块，用于在无人机装置1停靠在数据中转站2时接收无人机装置1采集的数据并转发给地面接收站3；无线通信模块负责具体通信的连接；无人机停靠平台由停靠板、无线充电装置等几部分构成，用于为无人机装置1提供临时停靠，为无人机装置1提供无线充电等功能。设备与塔杆的电力接口模块，实现从电力线上取电，进而为无人机装置1提供无线充电。

参照图5，地面接收站3用于接收数据中转站2发送来的数据，并通过有线方式存储于存储服务器4中，地面接收站3接收应用管理平台5发送的用于控制无人机装置1的控制指令，并转发给无人机装置1。地面接收站3包括计算处理模块，与计算处理模块连接的CPE通信模块、数据汇聚模块、无线通信模块、数据转发模块和电源管理模块等。通过CPE通信模块实现LTE/专网等远距离无线通信与Internet有线通信之间的转换。

应用管理平台5调取存储服务器4中的电力线状态数据进行分析，及时发现电力线故障并安排人员维护；负责无人机的巡检管理，并根据天气状况及时通知无人机停靠数据中转站2进行避险。

一种应用于电力架线过程中的远程实时监控方法，包括如下步骤：

S1，应用管理平台向地面接收站发送用于控制无人机装置的控制指令。

应用管理平台通过有线的方式与地面接收站连接。应用管理平台负责无人机装置的巡检管理，并根据天气状况及时通知无人机装置停靠数据中转站进行避险。

其中，本步骤中的控制指令包括巡线航迹，应用管理平台通过地面接收站向无人机装置发送巡线航迹，用于控制无人机起飞或停靠等。

在一个实施例中，在本步骤之前，本发明还包括：

S101，将电力线按照塔杆进行分段，在每个塔杆上部署一个数据中转站，通过应用管理平台根据分段后的电力线及地形数据设置无人机装置的巡线航迹，将巡线航迹作为控制指令。

S102，对分段后的多个塔杆进行编号，对数据中转站也进行编号，将每段中的数据中转站与塔杆一一对应。

对各个电力线塔杆进行编号时，编号规则如塔杆1、塔杆2和塔杆3…。如图2中所示，当含有三个塔杆，分别为塔杆1、塔杆2和塔杆3，则对应部署三个数据中转站，分别为中转站1、中转站2和中转站3。

S103，为每个数据中转站配置独立的IP地址。

采用上述实施例后，无人机装置可以分段采集数据，也便于数据的分类汇总。

S2，地面接收站接收到控制指令，采用无线的方式转发给无人机装置。

地面接收站作为中间机构接收应用管理平台发送的控制指令，并将控制指令转发给无人机装置。地面接收站与无人机装置之间采用通过LTE/专网连接通讯。

S3，无人机装置接收控制指令后，进行对电力架线过程中的电力线进行拍摄的巡检任务，将拍摄到的采集数据采用无线的方式发送给数据中转站，采集数据包括图像或视频数据。

本步骤通过应用管理平台控制无人机装置升空，无人机装置通过预设的巡线航迹周期对指定电力线路进行摄像，拍摄的采集数据暂存于无人机装置的存储模块中。

在一个实施例中，无人机装置接收控制指令后，进行对电力架线过程中的电力线进行拍摄的巡检任务，包括：

S301,无人机装置接收控制指令后，无人机装置飞临控制指令对应的塔杆，向塔杆对应的数据中转站发送拍摄请求消息。

优选无人机装置与地面接收站最近的塔杆作为第一个塔杆，无人机装置首先飞临第一个塔杆。其他塔杆根据与地面接收站的距离远近依次排序。

S302,数据中转站接收到拍摄请求消息后，向无人机装置发送确认消息，确认消息中包含有数据中转站的设备编号及IP地址。

在S102和S103中预先对每个数据中转站设置有设备编号及IP地址，因此数据中转站向无人机装置反馈的确认消息包括设备编号及IP地址，用于后续对数据包进行标识，确定此数据包中的采集数据属于此中转站对应的数据。

S303,无人机装置接收到确认消息后，启动拍摄装置，从当前塔杆开始根据巡线航迹沿着电力线路向下一个塔杆飞行拍摄，得到采集数据。

无人机装置的拍摄方式和拍摄频率可以根据需要调节拍摄参数。例如拍摄方式可以是图像或视频，此时采集数据为图像或视频数据。拍摄频率可以是1分钟、5分钟或其他采集频率进行拍摄。

S304,当无人机装置飞临下一个塔杆时，进行向塔杆对应的数据中转站发送拍摄请求消息步骤，在无人机装置接收到确认消息后，将拍摄到的采集数据进行封装打包，标识时间和设备编号或IP地址侯，将数据包进行暂存，进行启动拍摄装置步骤。

当无人机装置飞临下一个塔杆时，跳转S301中向塔杆对应的数据中转站发送拍摄请求消息步骤。与第一个塔杆不同的是，在接收到确认消息后，首先对从第一个塔杆到下一个塔杆之间采集的采集数据进行封装打包。再跳转进行S303中相同的启动拍摄装置步骤。

S305,直至无人机装置根据巡线航迹的设定依次完成所有塔杆之间电力线路及设备的拍摄。

例如，控制指令为从塔杆1、塔杆2、塔杆3至塔杆N的一种巡线航迹，如图2中所示，无人机装置飞临塔杆1，向中转站1发送拍摄请求消息。中转站1回复确认消息，该确认消息中含有中转站1的设备编号和IP地址。无人机装置收到该确认消息后，启动拍摄装置从塔杆1沿着电力线路向塔杆2飞行拍摄，根据具体的拍摄参数设置，拍摄线路或设备的图像和视频信息。

无人机装置到达塔杆2附近时，向中转站2发送拍摄请求消息，中转站2回复确认消息，该确认消息中含有中转站2的设备编号和IP地址。无人机装置收到该确认消息后，将塔杆1到塔杆2之间的拍摄数据进行封装打包，并对该数据包进行拍摄时间标识，将该数据包存储于无人机装置存储模块。无人机装置启动拍摄装置从塔杆2沿着电力线路向塔杆3飞行拍摄。

到达塔杆3时，向中转站3发送拍摄请求消息，中转站3回复确认消息，该确认消息中含有中转站3的设备编号和IP地址。无人机装置收到该确认消息后，将塔杆2到塔杆3之间的拍摄数据进行封装打包，并标识、存储。然后根据拍摄航迹设定依次完成后续塔杆之间电力线路及设备的拍摄。

在一个实施例中，将拍摄到的采集数据采用无线的方式发送给数据中转站，采集数据包括图像或视频数据，包括：

S311，当无人机装置的数据存储将满时，所无人机装置搜索附近的数据中转站，并前往停靠，无人机装置还通过地面接收站通知应用管理平台。

具体的，无人机装置的数据存储是否将满，可以定时计算存储容量来确定，当存储容量可用空间小于预设容量阈值时，认为存储将满。也可以根据当前塔杆到下一个塔杆之间的距离和每个塔杆之间电力线路及设备拍摄视频的容量大小，先判断无人机装置的存储能否支撑下一个塔杆之间的拍摄。如果不能则在当前塔杆降落停靠，完成无人机装置存储数据的转发。

S312，无人机装置停靠到数据中转站上的停靠台上后，将暂存的一个或多个数据包均采用无线的方式发送给数据中转站。

数据中转站上设有无人机停靠平台，无人机停靠平台由停靠板、无线充电装置等几部分构成，无人机装置可以停靠到停靠板上。

S313，当无人机装置将暂存的一个或多个数据包都发送给数据中转站后，通过地面接收站与应用管理平台建立连接，请求起飞并继续执行巡检任务。

只有在无人机装置将所有暂存的数据包都转发给数据中转站后，才进行请求工作。

S314，应用管理平台接收到请求后，重新设定巡线航迹，将巡线航迹作为控制指令通过地面接收站发送给无人机装置。

S315，无人机装置接收控制指令后，继续执行巡检任务。

在无人机装置接收巡线航迹后，根据巡线航迹步骤S3中进行对电力架线过程中的电力线进行拍摄的巡检任务步骤，具体的，可以采用步骤S301至S305的方式进行巡检任务，在巡检任务过程中，可定时判断数据存储是否将满，若将满则先执行S311至S315步骤，直至完成巡检任务。

在一个实施例中，本发明还包括：

S321，当无人机装置的电量不足时，无人机装置搜索附近的数据中转站，并前往停靠，无人机装置还通过地面接收站通知应用管理平台。

与步骤S311相似的，无人机装置电量是否不足，可以定时计算电量来确定，当电量小于预设电量阈值时，认为电量不足。也可以根据当前塔杆到下一个塔杆之间的距离，先判断无人机装置的电量能否支撑下一个塔杆之间的拍摄。如果不能则在当前塔杆降落停靠，完成无人机装置的充电。

S322，无人机装置停靠到数据中转站上的停靠台上后，通过无线充电装置为无人机装置充电。

数据中转站上设有无人机停靠平台，无人机停靠平台由停靠板、无线充电装置等几部分构成，无人机装置可以停靠到停靠板上，通过无线充电装置进行充电。

S323，当无人机装置的电池充满后，通过地面接收站与应用管理平台建立连接，请求起飞并继续执行巡检任务。

只有在无人机装置池充满后，才进行请求工作。

S324，应用管理平台接收到请求后，重新设定巡线航迹，将巡线航迹作为控制指令通过地面接收站发送给无人机装置。

S325，无人机装置接收控制指令后，继续执行巡检任务。

本发明还可以在无人机装置无论是数据存储将满时，还是电量不足时，只要停靠到数据中转站上的停靠台上，均进行将暂存的一个或多个数据包都发送给数据中转站和通过无线充电装置为无人机装置充电工作。上述设计，能大大减少无人机装置频繁起停工作。即：

S331，当所无人机装置的数据存储将满或电量不足时，无人机装置搜索附近的数据中转站，并前往停靠，无人机装置还通过地面接收站通知应用管理平台。

S332，无人机装置停靠到数据中转站上的停靠台上后，通过无线充电装置为无人机装置充电，将暂存的一个或多个数据包均采用无线的方式发送给数据中转站。

S333，当无人机装置将暂存的一个或多个数据包都发送给数据中转站，且电池充满后，通过地面接收站与应用管理平台建立连接，请求起飞并继续执行巡检任务。

S334，应用管理平台接收到请求后，重新设定巡线航迹，将巡线航迹作为控制指令通过地面接收站发送给无人机装置。

S335，无人机装置接收控制指令后，继续执行巡检任务。

S4，数据中转站接收采集数据，将采集数据采用无线的方式转发给地面接收站。

数据中转站不仅作为无人机装置停靠及充电的场所，还作为中继转发装置，将无人机装置采集的数据包通过无线的方式转发给地面接收站。由于数据中转站不受功耗影响，因此可以大大提高数据回传的稳定性和实时性，提高视频、图像等大容量数据的远程无线传输效率。

在一个实施例中，本步骤包括：

S401，数据中转站接收一个或多个数据包，向地面接收站发送数据传输请求消息。

为了避免数据中转站发送的数据包丢失，因此本发明的数据中转站在将数据包转发给地面接收站前，首先向地面接收站发送数据传输请求消息。

S402，地面接收站接收到请求消息后，向数据中转站回复反馈消息，反馈消息包含地面接收站当前的状态、待接收数据量及信号强度，状态包括空闲状态或工作状态。

S403，数据中转站接收反馈消息，若反馈消息中的状态为空闲状态且信号强度大于信号阈值，则与地面接收站建立数据连接，将一个或多个数据包通过无线的方式传送给地面接收站。

数据中转站收到该确认消息后，分为两种情况进行处理。

第一种情况为：如果地面接收站当前处于空闲状态，且信号强度满足数据传输需要，则数据中转站与地面接收站建立数据连接，将存储的数据包分组进行传输。分组的方式可以是按时间分组，也可以是按设备编号或IP地址分组。

S404，若反馈消息中的状态为工作状态且待接收数据量大于数量阈值，或信号强度不大于信号阈值时，则数据中转站请求与前一数据中转站建立数据连接，将一个或多个数据包转发给前一个数据中转站。

第二种情况为：如果地面接收站当前处于工作状态，且待接收数据较多，或者地面接收站对于数据中转站信号强度较弱，不满足数据传输需要，则该数据中转站请求与前一数据中转站建立数据连接，将所有数据包转发给前一数据中转站。

例如，如图2中所示，当前中转站3与地面接收站3较远，地面接收站3相对于中转站3信号强度较弱，此时中转站3将数据包转发给中转站2。

S405，前一个数据中转站接收到一个或多个数据包后，进行向地面接收站发送数据传输请求消息步骤。

任一数据中转站只要接收到一个或多个数据包后，均跳转到S401步骤进行数据传输请求消息。

S406，若一个或多个数据包转发送至第一个数据中转站，第一个数据中转站也进行向地面接收站发送数据传输请求消息步骤，若反馈消息中的状态为工作状态且待接收数据量大于数量阈值，或信号强度不大于信号阈值时，则随机等待一段时间后再次进行向地面接收站发送数据传输请求消息步骤，直至将一个或多个数据包发送给地面接收站。

例如，如图2中所示，当中转站3将数据包转发给中转站2，中转站2将数据包转发给中转站1，中转站1为第一个数据中转站，此时若中转站1接收到的反馈消息中的状态为工作状态且待接收数据量大于数量阈值，或信号强度不大于信号阈值时，认为此时不宜发送数据包，因此等待一段时间再跳转到S401步骤进行数据传输请求消息。

本步骤中的随机等待一段时间，也可以采用预设的一定时间代替，如等待5分钟、10分钟等。

S5，所地面接收站接收采集数据后，将采集数据存储于存储服务器中。

具体的，地面接收站接收一个或多个数据包，根据数据包对应的时间和设备编号或IP地址，对一个或多个数据包进行数据汇总，将数据汇总后的数据包按时间的先后顺序存储于存储服务器中。

S6，应用管理平台从存储服务器中调取采集数据，对采集数据进行分析管理。

具体的，应用管理平台可以定时向存储服务器的指定存储位置进行访问，获取采集数据，对采集到的采集数据进行分析，通过标识的时间和设备编号或IP地址，确定电力线和设备以及日期，当发现电力线故障或电力线状态存在风险时，将日期、设备编号或IP地址对应的电力线或设备一起通知给运维人员。

本发明将数据采集和数据回传分开实现，无人机装置主要完成数据采集，通过数据中转站将数据回传，从而降低无人机装置的功耗，提高无人机的续航里程，提高数据采集效率。同时，数据中转站由于不受功耗影响，另外可以实现中继转发，从而提高数据回传的稳定性和实时性，提高视频、图像等大容量数据的远程无线传输效率。通过本发明的上述设计后，可以摒弃传统采用施工人员人工看护的方式，采用无人机的巡航轨迹设定、无人机的远程控制、采集数据的稳定转发等功能。保证了采集数据的稳定回传，实现了电力线设备的远距离高效巡检。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种应用于电力架线过程中的远程实时监控方法，其特征在于，包括如下步骤：

应用管理平台向地面接收站发送用于控制无人机装置的控制指令；

所述地面接收站接收到所述控制指令，采用无线的方式转发给所述无人机装置；

所述无人机装置接收所述控制指令后，进行对电力架线过程中的电力线进行拍摄的巡检任务，将拍摄到的采集数据采用无线的方式发送给数据中转站，所述采集数据包括图像或视频数据；

所述数据中转站接收所述采集数据，将所述采集数据采用无线的方式转发给所述地面接收站；

所述地面接收站接收所述采集数据后，将所述采集数据存储于存储服务器中；

所述应用管理平台从所述存储服务器中调取所述采集数据，对所述采集数据进行分析管理。

2.如权利要求1所述的一种应用于电力架线过程中的远程实时监控方法，其特征在于，所述应用管理平台向地面接收站发送用于控制无人机装置的控制指令之前，包括：

将电力线按照塔杆进行分段，在每个塔杆上部署一个所述数据中转站，通过所述应用管理平台根据分段后的电力线及地形数据设置无人机装置的巡线航迹，将所述巡线航迹作为控制指令；

对分段后的多个塔杆进行编号，对所述数据中转站也进行编号，将每段中的所述数据中转站与所述塔杆一一对应；

为每个所述数据中转站配置独立的IP地址。

3.如权利要求2所述的一种应用于电力架线过程中的远程实时监控方法，其特征在于，所述无人机装置接收所述控制指令后，进行对电力架线过程中的电力线进行拍摄的巡检任务，包括：

所述无人机装置接收所述控制指令后，所述无人机装置飞临所述控制指令对应的塔杆，向所述塔杆对应的所述数据中转站发送拍摄请求消息；

所述数据中转站接收到所述拍摄请求消息后，向所述无人机装置发送确认消息，所述确认消息中包含有所述数据中转站的设备编号及IP地址；

所述无人机装置接收到所述确认消息后，启动拍摄装置，从当前所述塔杆开始根据巡线航迹沿着电力线路向下一个塔杆飞行拍摄，得到采集数据；

当所述无人机装置飞临下一个塔杆时，进行所述向所述塔杆对应的所述数据中转站发送拍摄请求消息步骤，在所述无人机装置接收到所述确认消息后，将拍摄到的所述采集数据进行封装打包，标识时间和设备编号或IP地址侯，将数据包进行暂存，进行所述启动拍摄装置步骤；

直至所述无人机装置根据巡线航迹的设定依次完成所有塔杆之间电力线路及设备的拍摄。

4.如权利要求2所述的一种应用于电力架线过程中的远程实时监控方法，其特征在于，所述将拍摄到的采集数据采用无线的方式发送给数据中转站，所述采集数据包括图像或视频数据，包括：

当所述无人机装置的数据存储将满时，所述无人机装置搜索附近的所述数据中转站，并前往停靠，所述无人机装置还通过所述地面接收站通知所述应用管理平台；

所述无人机装置停靠到所述数据中转站上的停靠台上后，将暂存的一个或多个数据包均采用无线的方式发送给所述数据中转站；

当所述无人机装置将暂存的一个或多个所述数据包都发送给所述数据中转站后，通过所述地面接收站与所述应用管理平台建立连接，请求起飞并继续执行巡检任务；

所述应用管理平台接收到所述请求后，重新设定巡线航迹，将所述巡线航迹作为控制指令通过所述地面接收站发送给所述无人机装置；

所述无人机装置接收所述控制指令后，继续执行巡检任务。

5.如权利要求2或4所述的一种应用于电力架线过程中的远程实时监控方法，其特征在于，还包括：

当所述无人机装置的电量不足时，所述无人机装置搜索附近的所述数据中转站，并前往停靠，所述无人机装置还通过所述地面接收站通知所述应用管理平台；

所述无人机装置停靠到所述数据中转站上的停靠台上后，通过无线充电装置为所述无人机装置充电；

当所述无人机装置的电池充满后，通过所述地面接收站与所述应用管理平台建立连接，请求起飞并继续执行巡检任务；

所述应用管理平台接收到所述请求后，重新设定巡线航迹，将所述巡线航迹作为控制指令通过所述地面接收站发送给所述无人机装置；

所述无人机装置接收所述控制指令后，继续执行巡检任务。

6.如权利要求2或3所述的一种应用于电力架线过程中的远程实时监控方法，其特征在于，还包括：

当所述无人机装置的数据存储将满或电量不足时，所述无人机装置搜索附近的所述数据中转站，并前往停靠，所述无人机装置还通过所述地面接收站通知所述应用管理平台；

所述无人机装置停靠到所述数据中转站上的停靠台上后，通过无线充电装置为无人机装置充电，将暂存的一个或多个数据包均采用无线的方式发送给所述数据中转站；

当所述无人机装置将暂存的一个或多个所述数据包都发送给所述数据中转站，且电池充满后，通过所述地面接收站与所述应用管理平台建立连接，请求起飞并继续执行巡检任务；

所述应用管理平台接收到所述请求后，重新设定巡线航迹，将所述巡线航迹作为控制指令通过所述地面接收站发送给所述无人机装置；

所述无人机装置接收所述控制指令后，继续执行巡检任务。

7.如权利要求2所述的一种应用于电力架线过程中的远程实时监控方法，其特征在于，所述数据中转站接收所述采集数据，将所述采集数据采用无线的方式转发给所述地面接收站，包括：

所述数据中转站接收一个或多个所述数据包，向所述地面接收站发送数据传输请求消息；

所述地面接收站接收到所述请求消息后，向所述数据中转站回复反馈消息，所述反馈消息包含所述地面接收站当前的状态、待接收数据量及信号强度，所述状态包括空闲状态或工作状态；

所述数据中转站接收所述反馈消息，若所述反馈消息中的状态为空闲状态且信号强度大于信号阈值，则与所述地面接收站建立数据连接，将一个或多个所述数据包通过无线的方式传送给所述地面接收站；

若所述反馈消息中的状态为工作状态且所述待接收数据量大于数量阈值，或所述信号强度不大于所述信号阈值时，则所述数据中转站请求与前一数据中转站建立数据连接，将一个或多个数据包转发给前一个数据中转站；

前一个数据中转站接收到一个或多个所述数据包后，进行向所述地面接收站发送数据传输请求消息步骤；

若一个或多个所述数据包转发送至第一个数据中转站，第一个所述数据中转站也进行向所述地面接收站发送数据传输请求消息步骤，若所述反馈消息中的状态为工作状态且所述待接收数据量大于数量阈值，或所述信号强度不大于所述信号阈值时，则随机等待一段时间后再次进行向所述地面接收站发送数据传输请求消息步骤，直至将一个或多个所述数据包发送给所述地面接收站。

8.如权利要求1所述的一种应用于电力架线过程中的远程实时监控方法，其特征在于，所述地面接收站接收所述采集数据后，将所述采集数据存储于存储服务器中，包括：

所述地面接收站接收一个或多个所述数据包，根据所述数据包对应的时间和设备编号或IP地址，对一个或多个所述数据包进行数据汇总，将数据汇总后的数据包按时间的先后顺序存储于所述存储服务器中。

9.如权利要求1所述的一种应用于电力架线过程中的远程实时监控方法，其特征在于，所述应用管理平台从所述存储服务器中调取所述采集数据，对所述采集数据进行分析管理，包括：

所述应用管理平台对采集到的所述采集数据进行分析，通过标识的所述时间和设备编号或IP地址，确定电力线和设备以及日期，当发现电力线故障或电力线状态存在风险时，将日期、设备编号或IP地址对应的电力线或设备一起通知给运维人员。

10.如权利要求1所述的一种应用于电力架线过程中的远程实时监控方法，其特征在于，所述方法采用监控系统实现，所述监控系统包括一个或多个电力线搭杆，还包括数据采集装置、数据中转站、地面接收站、应用管理平台和存储服务器，每个所述电力线塔杆上均设有一个所述数据中转站，所述数据采集装置采用无人机装置；

所述数据采集装置采用无线的方式分别连接每个所述数据中转站，所述数据采集装置采用无线的方式连接所述地面接收站；

每个所述数据中转站采用无线的方式分别连接所述地面接收站；

所述地面接收站采用有线的方式分别连接所述应用管理平台和所述存储服务器。

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