CN112468785A - 智能图像识别的高压输电线路故障监测器 - Google Patents

智能图像识别的高压输电线路故障监测器 Download PDF

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Abstract

一种智能图像识别的高压输电线路故障监测器，包括电源模块、存储模块、图像监测模块、红外测温模块、控制模块与无线通信模块。电源模块包括可充电锂电池、感应取电单元，当可充电锂电池电量过低时自动进行充电和供电；存储模块用于储存报警信息；图像监测模块用于对输电线路环境情况进行实时拍照和报告报警信息；红外测温模块对区域温度变化进行实时监测和报告报警信息。控制模块用于控制监测器各个模块的协调工作、不同工作模式的切换以及报警信息的处理。无线通信模块用于实现各个节点间以及节点与终端机间的无线通信。本发明取代人工巡线的监测方式，可以节省大量劳动力，降低工人作业的风险，并且可以有效地提高监测效率，降低监测成本。

Description

智能图像识别的高压输电线路故障监测器
技术领域
本发明涉及图像监测和无线通信领域，具体是一种智能图像识别的高压输电线路故障监测器。
背景技术
从发电站发出的电能，一般都要通过高压输电线路送到各个用电的地方。高压输电在城市一般采用带绝缘层的电缆地下传输，不易发生故障损坏。而在野外、郊区、山区等人烟稀少的地区常采用铁塔承载的架空线方式传输。这种方式易因为鸟巢、树木超高生长、冰雪积压等各种原因导致高压线的损坏。如今一般采用人工巡线的方式来检查线路，实施起来十分不便，工人工作环境恶劣且危险并且效率低下。目前市面还没有一种产品能够很好的解决野外、郊区、山区等人烟稀少的地区压输电线路故障监测问题。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种智能图像识别的高压输电线路故障监测器。本发明取代人工巡线的监测方式，可以节省大量劳动力，降低工人作业的风险，并且可以有效地提高监测效率，降低监测成本。
本发明可以简便安装在高压输电线上，用以解决野外、郊区、山区等人烟稀少地区高压输电线故障监测问题。此外因本发明配有红外测温模块，可以同时对区域温度进行监测，及时发现山火、林火等火灾风险。
为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：
一种智能图像识别的高压输电线路故障监测器，安装在各个高压输电线上，将所述智能图像识别的高压输电线路故障监测器视作一个节点，各个节点采用无线自组网络路由协议，以无线通信的方式构成局域网，通过与通信范围内的其他节点的转发通信，来扩大无线通信的覆盖范围；各个节点根据自身节点位置、距离、信号强弱规划出到达终端机的最佳路线，缩短通信过程中的时延；当网络中的某个节点损坏或通信异常时，节点能够自动寻找新的路径，继续完成信息传输；同时每个节点定期地监听信道状况，当接收到信息接力传输请求信号时，给予回应，并完成信息的转发。
优选地，本发明智能图像识别的高压输电线路故障监测器包括电源模块、感应取电模块、图像监测模块、红外测温模块、控制模块、无线通信模块和存储模块；
所述电源模块包括可充电锂电池，用于为其余各个模块提供工作电源；
所述感应取电模块包括感应取电单元，当可充电锂电池电量过低时，自动通过感应取电单元从高压输电线中获取电能进行充电；
所述图像监测模块包括摄像头，用于对输电线路导线、杆塔、通道施工、树木生长、跨越道路、跨越江河、漂浮物、鸟巢或冰挂情况进行实时拍照和图像采集；当监测到高压输电线损坏风险时产生报警信息报告给控制模块；
所述红外测温模块包括红外传感器，用于对所述高压输电线路故障监测器所在区域的温度变化进行实时监测，当监测到区域温度高于设定的安全温度阈值时或温度升高速度大于设定的安全阈值时，产生报警信息报告给控制模块；
所述的控制模块包含单片机，用于控制所述高压输电线路故障监测器的各个模块的协调工作、不同工作模式的切换以及报警信息的处理；
所述无线通信模块包括wifi芯片及天线，用于实现各个节点之间以及节点与终端机之间的无线通信；
所述存储模块包括SD存储卡槽和读卡单元，用于储存报警信息，包含时间、图像、温度、报警类型信息；
所述高压输电线路故障监测器整体为套环形结构，包括具有中心圆孔的绝缘隔热材料，高压线穿过的中心圆孔，将所述高压输电线路故障监测器安装在高压输电线上形成一个检测节点，绝缘隔热材料作为直接与高压输电线接触的部分；在绝缘隔热材料的外围设置可充电锂电池、感应取电单元、SD存储卡槽、读卡单元、摄像头、红外传感器、单片机和wifi芯片及天线。
优选地，本发明智能图像识别的高压输电线路故障监测器在周期性的工作状态与睡眠状态的不同工作模式之间进行切换。
与现有技术相比，本发明具有突出的实质性特点和显著的优点：
1.本发明装置为圆环形结构、结构简单、安装简便，与现有人工巡线的监测方式相比，本发明可以节省大量劳动力，降低工人作业的风险，并且可以有效地提高监测效率，降低监测成本；
2.本发明使用可充电锂电池作为电源，并通过感应取电直接从高压输电线中获取电能进行充电，无需后期维护，且不受天气等环境因素影响；本发明无线通信采用接力传输的方案，通过与通信范围内的其他节点转发通信，极大的扩大了无线通信的范围；
3.本发明设置工作状态与睡眠状态，通过周期性的在工作状态与睡眠状态之间切换，降低耗能，节能环保；此外因本发明配有红外测温模块，可以同时对区域温度进行监测，及时发现山火、林火等火灾风险。
附图说明
图1是本发明装置总体模块组成示意图。
图2是本发明装置内部结构示意图。
图3是本发明装置无线自组网结构示意图。
具体实施方式
本实发明的优选实施例结合附图详述如下：
实施例一
在本实施例，一种智能图像识别的高压输电线路故障监测器，其特征在于：安装在各个高压输电线上，将所述智能图像识别的高压输电线路故障监测器视作一个节点，各个节点采用无线自组网络路由协议，以无线通信的方式构成局域网，通过与通信范围内的其他节点的转发通信，来扩大无线通信的覆盖范围；各个节点根据自身节点位置、距离、信号强弱规划出到达终端机的最佳路线，缩短通信过程中的时延；当网络中的某个节点损坏或通信异常时，节点能够自动寻找新的路径，继续完成信息传输；同时每个节点定期地监听信道状况，当接收到信息接力传输请求信号时，给予回应，并完成信息的转发。
使用本实施例智能图像识别的高压输电线路故障监测器进行高压输电线路故障监测，取代人工巡线的监测方式，可以节省大量劳动力，降低工人作业的风险，并且可以有效地提高监测效率，降低监测成本。
实施例二
在本实施例，参见图1-3，智能图像识别的高压输电线路故障监测器包括电源模块001、感应取电模块002、图像监测模块003、红外测温模块004、控制模块005、无线通信模块006和存储模块007；
所述电源模块001包括可充电锂电池103，用于为其余各个模块提供工作电源；
所述感应取电模块002包括感应取电单元104，当可充电锂电池103电量过低时，自动通过感应取电单元104从高压输电线中获取电能进行充电；
所述图像监测模块003包括摄像头107，用于对输电线路导线、杆塔、通道施工、树木生长、跨越道路、跨越江河、漂浮物、鸟巢或冰挂情况进行实时拍照和图像采集；当监测到高压输电线损坏风险时产生报警信息报告给控制模块005；
所述红外测温模块004包括红外传感器108，用于对所述高压输电线路故障监测器所在区域的温度变化进行实时监测，当监测到区域温度高于设定的安全温度阈值时或温度升高速度大于设定的安全阈值时，产生报警信息报告给控制模块005；
所述的控制模块005包含单片机109，用于控制所述高压输电线路故障监测器的各个模块的协调工作、不同工作模式的切换以及报警信息的处理；
所述无线通信模块006包括wifi芯片及天线110，用于实现各个节点之间以及节点与终端机之间的无线通信；
所述存储模块007包括SD存储卡槽105和读卡单元106，用于储存报警信息，包含时间、图像、温度、报警类型信息；
所述高压输电线路故障监测器整体为套环形结构，包括具有中心圆孔101的绝缘隔热材料102，高压线穿过的中心圆孔101，将所述高压输电线路故障监测器安装在高压输电线上形成一个检测节点，绝缘隔热材料102作为直接与高压输电线接触的部分；在绝缘隔热材料102的外围设置可充电锂电池103、感应取电单元104、SD存储卡槽105、读卡单元106、摄像头107、红外传感器108、单片机109和wifi芯片及天线110。
如图2所示，高压线穿过的中心圆孔101位于高压输电线路故障监测器的中心。绝缘隔热材料102用于直接与高压输电线接触，实现对其他电子器件的保护。本实施例装置为圆环形结构、结构简单、安装简便，与现有人工巡线的监测方式相比，本发明可以节省大量劳动力，降低工人作业的风险，并且可以有效地提高监测效率，降低监测成本。
如图3所示，安装在各个高压输电线上监测器可视作一个节点。各个节点采用无线自组网络路由协议，以无线通信的方式构成一个局域网。由于每个节点的通信范围有限，局限于一公里以内，因此需要采用接力传输的方式，通过与通信范围内的其他节点转发通信，扩大了无线通信的范围。当报警信息产生后，首先控制模块根据自身节点位置、距离、信号强弱等规划出到达终端机的最佳路线，随即进入信息接力传输状态，持续发出信息接力传输请求，直到接收到允许信号后开始发送信息。当网络中的某个节点损坏或通信异常时，节点能够自动寻找新的路径，继续完成信息传输。同时每个节点定期地监听信道状况，当接收到信息接力传输请求信号时，给予回应，并完成信息的转发。
实施例三
在本实施例，本实施例高压输电线路故障监测器进行具体操作时，将实施例二高压输电线路故障监测器卡装在高压输电线上，通过控制开关选择开启状态。本实施例高压输电线路故障监测器周期性地在工作状态与睡眠状态之间切换。本实施例高压输电线路故障监测器能长时间处于睡眠状态，每隔30s激活一次工作状态。工作状态下，首先通过由图像监测模块对输电线路导线、杆塔、通道施工、树木生长、跨越道路、跨越江河、漂浮物、鸟巢、冰挂等进行实时拍照，经过图像分析判断是否存在高压输电线损坏风险。当监测到高压输电线损坏风险时发出本地声光警报、产生报警信息、抓拍照片，将照片及报警信息储存在存储模块，随后报警信息经单片机由无线通信模块接力传输，否则不报警。其次，通过红外测温模块对区域的温度变化进行实时监测，当监测到局部温度高于设定的安全温度阈值时或温度升高速度大于设定的安全阈值时，产生报警信息储存在存储模块，随后报警信息经单片机由无线通信模块接力传输，否则不报警。最后，监测是否有信息接力传输请求信号，若监测到信息接力传输请求信号，则回复允许信号，随即开始接收信息。接收信息完成后进入下一次信息传输，将报警信息转发给后续节点。待所有任务完成后进入睡眠状态，进入下一个周期。
综合上述实施例可知，上述实施例智能图像识别的高压输电线路故障监测器包括电源模块、存储模块、图像监测模块、红外测温模块、控制模块与无线通信模块。电源模块包括可充电锂电池、感应取电单元，当可充电锂电池电量过低时自动进行充电和供电；存储模块用于储存报警信息；图像监测模块用于对输电线路环境情况进行实时拍照和报告报警信息；红外测温模块对区域温度变化进行实时监测和报告报警信息。控制模块用于控制监测器各个模块的协调工作、不同工作模式的切换以及报警信息的处理。无线通信模块用于实现各个节点间以及节点与终端机间的无线通信。本发明取代人工巡线的监测方式，可以节省大量劳动力，降低工人作业的风险，并且可以有效地提高监测效率，降低监测成本。
上面对本发明实施例结合附图进行了说明，但本发明不限于上述实施例，还可以根据本发明的发明创造的目的做出多种变化，凡依据本发明技术方案的精神实质和原理下做的改变、修饰、替代、组合或简化，均应为等效的置换方式，只要符合本发明的发明目的，只要不背离本发明的技术原理和发明构思，都属于本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种智能图像识别的高压输电线路故障监测器，其特征在于：安装在各个高压输电线上，将所述智能图像识别的高压输电线路故障监测器视作一个节点，各个节点采用无线自组网络路由协议，以无线通信的方式构成局域网，通过与通信范围内的其他节点的转发通信，来扩大无线通信的覆盖范围；各个节点根据自身节点位置、距离、信号强弱规划出到达终端机的最佳路线，缩短通信过程中的时延；当网络中的某个节点损坏或通信异常时，节点能够自动寻找新的路径，继续完成信息传输；同时每个节点定期地监听信道状况，当接收到信息接力传输请求信号时，给予回应，并完成信息的转发。
2.根据权利要求1所述智能图像识别的高压输电线路故障监测器，其特征在于：包括电源模块(001)、感应取电模块(002)、图像监测模块(003)、红外测温模块(004)、控制模块(005)、无线通信模块(006)和存储模块(007)；
所述电源模块(001)包括可充电锂电池(103)，用于为其余各个模块提供工作电源；
所述感应取电模块(002)包括感应取电单元(104)，当可充电锂电池(103)电量过低时，自动通过感应取电单元(104)从高压输电线中获取电能进行充电；
所述图像监测模块(003)包括摄像头(107)，用于对输电线路导线、杆塔、通道施工、树木生长、跨越道路、跨越江河、漂浮物、鸟巢或冰挂情况进行实时拍照和图像采集；当监测到高压输电线损坏风险时产生报警信息报告给控制模块(005)；
所述红外测温模块(004)包括红外传感器(108)，用于对所述高压输电线路故障监测器所在区域的温度变化进行实时监测，当监测到区域温度高于设定的安全温度阈值时或温度升高速度大于设定的安全阈值时，产生报警信息报告给控制模块(005)；
所述的控制模块(005)包含单片机(109)，用于控制所述高压输电线路故障监测器的各个模块的协调工作、不同工作模式的切换以及报警信息的处理；
所述无线通信模块(006)包括wifi芯片及天线(110)，用于实现各个节点之间以及节点与终端机之间的无线通信；
所述存储模块(007)包括SD存储卡槽(105)和读卡单元(106)，用于储存报警信息，包含时间、图像、温度、报警类型信息；
所述高压输电线路故障监测器整体为套环形结构，包括具有中心圆孔(101)的绝缘隔热材料(102)，高压线穿过的中心圆孔(101)，将所述高压输电线路故障监测器安装在高压输电线上形成一个检测节点，绝缘隔热材料(102)作为直接与高压输电线接触的部分；在绝缘隔热材料(102)的外围设置可充电锂电池(103)、感应取电单元(104)、SD存储卡槽(105)、读卡单元(106)、摄像头(107)、红外传感器(108)、单片机(109)和wifi芯片及天线(110)。
3.根据权利要求1所述智能图像识别的高压输电线路故障监测器，其特征在于：在周期性的工作状态与睡眠状态的不同工作模式之间进行切换。
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