CN205079766U - 一种手持式架空输电线路通道树障信息智能采集终端 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于架空输电线路监测与采集技术领域，具体涉及一种手持式架空输电线路通道树障信息智能采集终端，包括智能采集终端本体，以及智能采集终端本体内置的数据处理器模块，在所述智能采集终端本体的左侧面设置有第一水平尺，所述智能采集终端本体的顶面设置有光学摄像头、激光发射器和激光接收器,所述智能采集终端本体的底面设置有挂绳孔、第二水平尺和麦克风,所述智能采集终端本体的背面设置有无线通信模块，本实用新型小巧便携，操作简单，可以提高树障信息采集的准确率和效率、实现树障信息的自动化上传和管理，便于管对输电线路通道树障隐患信息的管理和治理工作的有效开展。

Description

一种手持式架空输电线路通道树障信息智能采集终端

技术领域

本实用新型属于架空输电线路监测与采集技术领域，具体涉及一种手持式架空输电线路通道树障信息智能采集终端。

背景技术

在架空输电线路通道周边，当树木生长到输电线路安全距离范围之内就有可能发生线路跳闸故障，威胁到整个输电线网的安全稳定。树线矛盾引起的跳闸停电，其影响的不仅仅是电网的安全运行和电力企业的利益，更严重的是它将影响全网安全可靠供电和地方经济发展，严重威胁到企事业单位和居民供用电安全，为此，实现对架空输电线路通道林木树障信息的科学高效管理，依法清除电力线路通道内外树障，采取必要措施维护好线路通道安全，是当前减少和杜绝输电线路运行障碍、提高输电线路安全运行的迫切需要。

目前对架空输电线路通道林木树障信息的采集多是通过GPS手持机、角规、盒尺、全站仪等多种传统测量仪器综合实现，然后通过人工的方式将树障信息统一整理上传，一方面，输电线路巡视人员需要携带大量仪器，且部分仪器无法单独完成测量，操作繁琐、精度不高、费时费力且人为误差较大的问题，另一方面，树障信息测量完成后需通过人工的方式进行统一整理上传，费时费力且容易导致人为纰漏。因此，为了实现输电县路通道林木隐患信息的便捷化采集和自动化管理，研究一种架空输电线路通道林木树障信息智能采集终端具有重要的实践意义。

实用新型内容

本实用新型的目的为解决现有技术的上述问题，提供了一种手持式架空输电线路通道树障信息智能采集终端，为管理部门制定输电线路通道树障隐患消除策略和部署治理工作提供决策依据，为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种手持式架空输电线路通道树障信息智能采集终端，其特征在于：包括智能采集终端本体，以及智能采集终端本体内置的数据处理器模块，在所述智能采集终端本体的左侧面设置有第一水平尺,所述智能采集终端本体的顶面设置有光学摄像头、激光发射器和激光接收器,所述智能采集终端本体的底面设置有挂绳孔、第二水平尺和麦克风,所述智能采集终端本体的背面设置有无线通信模块，所述智能采集终端本体左侧面的第一水平尺两端设置有充电接口和耳机孔。

优选地，所述智能采集终端本体正面设置有显示屏和听筒，右侧面设置有电源开关和音量调节开关，背面设置有外置有三脚架螺孔、外置扬声器、TF卡槽、SIM卡槽和锂电池，所述数据处理器模块分别与显示屏、充电接口、麦克风、音量调节开关、光学摄像头、激光发射器和激光接收器、TF卡槽、SIM卡槽和无线通信模块电气连接，所述音量调节开关分别与听筒、耳机孔和外置扬声器电气连接，所述锂电池通过电源开关为整个智能采集终端提供电源。

优选地，所述三脚架螺孔设置在外置扬声器和锂电池之间。

优选地，所述无线通信模块设置在智能采集终端本体背面的下方。

优选地，所述无线通信模块为GPS通信模块、WiFi通信模块、GSM通信模块、GPRS通信模块和RFID通信模块中的两种或两种以上。

优选地，所述数据处理器模块包括CPU核处理器单元、DSP核处理器单元和通信协议处理器单元。

综上所述，本实用新型由于采用了以上技术方案，本实用新型具有如下有益效果：

(1)本实用新型小巧便携，操作简单，应用广泛，通过激光测距可以提高树障信息采集的准确率和效率，同时用户可随身携带本采集终端进行便捷准确地实现距离测量。

(2)本实用新型通过无线通信模块与后台服务器的通信，实现树障信息的自动化上传和管理，便于管理部门对输电线路通道树障隐患信息的管理和治理工作的有效开展。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实例或现有技术中的技术方案，下面将对实施实例或现有技术描述中所需要的附图做简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本实用新型的一种手持式架空输电线路通道树障信息智能采集终端的左侧面示意图。

图2为本实用新型的一种手持式架空输电线路通道树障信息智能采集终端的正面示意图。

图3为本实用新型的一种手持式架空输电线路通道树障信息智能采集终端的左侧面示意图。

图4为本实用新型的一种手持式架空输电线路通道树障信息智能采集终端的顶面示意图。

图5为本实用新型的一种手持式架空输电线路通道树障信息智能采集终端的底面示意图。

图6为本实用新型的一种手持式架空输电线路通道树障信息智能采集终端的背面示意图。

图7为本实用新型的一种手持式架空输电线路通道树障信息智能采集终端的内部控制电路模块原理图。

图8为本实用新型的一种手持式架空输电线路通道树障信息智能采集终端的树高计算示意图。

附图中，智能采集终端本体1，显示屏2，听筒3，电源开关4，音量调节开关5，充电接口6，第一水平尺7，耳机孔8，光学摄像头9，激光发射器10，激光接收器11，挂绳孔12，第二水平尺13，麦克风14，三脚架螺孔15，外置扬声器16，TF卡槽17，SIM卡槽18，锂电池19，无线通信模块20，数据处理器模块100。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1、图2、图3、图4、图5、图6和图7所示，一种手持式架空输电线路通道树障信息智能采集终端，包括智能采集终端本体1，以及智能采集终端本体1内置的数据处理器模块100，在所述智能采集终端本体1的左侧面设置有第一水平尺7,所述智能采集终端本体1左侧面的第一水平尺7两端设置有充电接口6和耳机孔8，所述智能采集终端本体1的顶面设置有光学摄像头9、激光发射器10和激光接收器11,所述智能采集终端本体1的底面设置有挂绳孔12、第二水平尺13和麦克风14,所述智能采集终端本体1的背面设置有无线通信模块20，所述无线通信模块20设置在智能采集终端本体1背面的下方。在本实用新型中，如图1、图2、图3和图6，所述智能采集终端本体1正面设置有显示屏2和听筒3，右侧面设置有电源开关4和音量调节开关5，背面设置有外置有三脚架螺孔15、外扬声器16、TF卡槽17、SIM卡槽18和锂电池19，所述三脚架螺孔15设置在外置扬声器16和锂电池19之间。

在本实用新型中，如图7所示，数据处理器模块100分别与显示屏2、充电接口6、、麦克风14、音量调节开关5、光学摄像头9、激光发射器10和激光接收器11、TF卡槽17、SIM卡槽18和和无线通信模块20连接，所述音量调节开关5分别与听筒3、耳机孔8和外置扬声器16连接，所述锂电池19通过电源开关4为整个智能采集终端提供电源，所述无线通信模块20为GPS通信模块、WiFi通信模块、GSM通信模块、GPRS通信模块和RFID通信模块中的两种或两种以上；所述数据处理器模块包括CPU核处理器单元、DSP核处理器单元和通信协议处理器单元,所述CPU核处理器单元为ARM系列单片机处理器。

以下利用本实用新型的一种手持式架空输电线路通道树障信息智能采集终端进行信息采集的过程作进一步阐述，通过智能采集终端中的光学摄像头9、激光发射器10和激光接收器11、数据处理器模块实现对隐患林木地理坐标、胸径、树高、郁闭度以及树木信息、隐患林木与对应导线之间距离的自动测量和存储，通过WiFi通信模块、GSM通信模块或GPRS通信模块实现与树木后台服务器进行数据交换，包括以下步骤实现树障信息的采集：

(1)树障信息采集：通过GPS通信模块获取树障信息的地理位置，根据光学摄像头9拍照并辅以空隙率计算实现测郁闭度的量，根据光学摄像头拍照并通过WiFi通信模块、GSM通信模块或GPRS通信模块与后台服务器中树种资料库的匹配实现树种的测定，通过光学摄像头9、激光发射器10、激光接收器11、第一水平尺7和第二水平尺13实现胸径的测量，通过GPS通信模块、激光发射器10和激光接收器11和基带处理器模块实现树高测量与计算；

以下通过本实新型的智能采集终端进行采集树障隐患林木的地理位置、计算郁闭度、林木胸径、树高和判断树种类别；

1)树障地理位置：通过GPS通信模块获取树障隐患林木根部B点的三维坐标(X_B,Y_B,Z_B)；

2)郁闭度：通过光学摄像头9拍取树障隐患林木顶部的图像测算空隙率，即被林木遮盖地方的像元数所占整张像片总像元数的比例即为空隙率，也就是郁闭度，具体公式如下：

郁闭度＝相片中林木部分所占像元个数/相片中总的像元个数；

3)树种类别：通过光学摄像头9拍取林木叶片、树干等信息，通过智能通信功能与后台服务器中的树种信息比对，得出该树木的种类；

4)胸径：将任意白板相切于树障隐患林木1.3米处树干的一侧，通过激光测距模块(激光发射器10、激光接收器11)在树干另一侧测距,测量时应保证水平尺处于水平状态，得出胸径D_tree；

5)树高：通过所述GPS通信模块、激光测距模块(激光发射器10和激光接收器11)和基带处理器模块实现树高测量与计算树高测量与计算，采用如下公式计算，

$H_{tree}=\sqrt{{l_2}^2-{l_1}^2}+|Z_A-Z_B|,$

其中，Z_A表示手持设备所在坐标的位置，Z_B表示树木根部坐标的位置，l₁表示手持设备距离树木的水平距离，l₂表示手持设备距离树木顶部的距离，具体示意图如图8所示，A表示手持智能采集终端所在的位置，B表示树木根部的位置，C表示导线对应对面上的位置，F表示树顶部的位置，l₁表示手持设备距离树木的水平距离，l₂表示手持智能采集终端距离树木顶部的距离，P0表示大地水准面(即GPS通信模块的高程数据的起算面)，P1表示自然起伏的地面。

(2)对应导线信息采集：通过GPS通信模块获取树障隐患林木对应导线的地理位置，获取导线对应地面的三维坐标(X_C,Y_C,Z_C)，然后根据导线地理位置(三维坐标)通过WiFi通信模块、GSM通信模块或GPRS通信模块实现与后台服务器的交互，读取对应导线的电压等级和导线对地距离Dwire；对设定电力线路保护区，根据不同电压等级对应的边线外沿距离(如表1所示)，得到架空输电线路保护区(架空输电线路保护区的范围包括导线边线向外侧水平延伸,并垂直于地面所形成的两平行面内的区域)；

表1电压等级对应的边线外延距离表

(3)树障与对应导线的距离测算：通过激光发射器10、激光接收器11和水平尺实现树障与对应导线水平距离的测量，通过GPS通信模块测量导线下方的三维坐标，辅以导线对地距离和树木高度信息计算得到树障与对应导线之间垂直距离的测量；所述树木(树障)离导线的水平距离测量，是在导线下方设置标记，输电线路通道巡线员站在树木的位置，通过激光测距模块量测得到树木距离对应导线的水平距离D_h(测量时应保证水平尺处于水平状态，即保证第一水平尺7和第二水平尺13要同时保持水平，保证智能采集终端位于水平面，用以保证测量精度)，所述树木(树障)离导线的垂直距离D_v，D_v表示当前树距离导线的垂直距离，即通过如下表达式计算所得到：

D_v＝D_wire+Z_C-H_tree，

(4)树障信息的自动化上传和存储:通过WiFi通信模块、GSM通信模块或GPRS通信模块将所测量的树障信息上传至后台服务器，实现与架空输电线路通道林木信息管理系统的数据交换。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本使用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种手持式架空输电线路通道树障信息智能采集终端，其特征在于：包括智能采集终端本体(1)，以及智能采集终端本体(1)内置的数据处理器模块(100)，在所述智能采集终端本体(1)的左侧面设置有第一水平尺(7),所述智能采集终端本体(1)的顶面设置有光学摄像头(9)、激光发射器(10)和激光接收器(11),所述智能采集终端本体(1)的底面设置有挂绳孔(12)、第二水平尺(13)和麦克风(14),所述智能采集终端本体(1)的背面设置有无线通信模块(20)，所述智能采集终端本体(1)左侧面的第一水平尺(7)两端设置有充电接口(6)和耳机孔(8)。

2.根据权利要求1所述的一种手持式架空输电线路通道树障信息智能采集终端，其特征在于：所述智能采集终端本体(1)正面设置有显示屏(2)和听筒(3)，右侧面设置有电源开关(4)和音量调节开关(5)，背面设置有外置有三脚架螺孔(15)、外置扬声器(16)、TF卡槽(17)、SIM卡槽(18)和锂电池(19)，所述数据处理器模块(100)分别与显示屏(2)、充电接口(6)、麦克风(14)、音量调节开关(5)、光学摄像头(9)、激光发射器(10)和激光接收器(11)、TF卡槽(17)、SIM卡槽(18)和无线通信模块(20)电气连接，所述音量调节开关(5)分别与听筒(3)、耳机孔(8)和外置扬声器(16)电气连接，所述锂电池(19)通过电源开关(4)为整个智能采集终端提供电源。

3.根据权利要求2所述的一种手持式架空输电线路通道树障信息智能采集终端，其特征在于：所述三脚架螺孔(15)设置在外置扬声器(16)和锂电池(19)之间。

4.根据权利要求1所述的一种手持式架空输电线路通道树障信息智能采集终端，其特征在于：所述无线通信模块(20)设置在智能采集终端本体(1)背面的下方。

5.根据权利要求1或2或4所述的一种手持式架空输电线路通道树障信息智能采集终端，其特征在于：所述无线通信模块(20)为GPS通信模块、WiFi通信模块、GSM通信模块、GPRS通信模块和RFID通信模块中的两种或两种以上。

6.根据权利要求1所述的一种手持式架空输电线路通道树障信息智能采集终端，其特征在于：所述数据处理器模块包括CPU核处理器单元、DSP核处理器单元和通信协议处理器单元。