CN206596125U - 一种输电线路的图像监测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种输电线路的图像监测装置，采用片上系统(SoC)+摄像头的方式实现，SoC与摄像头相连，摄像头用于在SoC的控制下实时获取到输电线路图像，将所获取的输电线路图像发送给SoC，SoC用于控制摄像头实时获取数据线路图像，对从摄像头中得到输电线路图像进行编码后，无线输出。更进一步地，SoC中具有休眠控制模块，可以使得SoC进行休眠，降低功耗。由于SoC的功耗小且体积小，与摄像头一起架设到输电线路上进行图像监测时，可以降低功耗和成本，易于安装且集成度高。

Description

一种输电线路的图像监测装置

技术领域

本发明涉及一种输电线路监测方法及监测设备，属于输电线路在线监测领域。

背景技术

为了能够进行电力的传输，在传输两端需要架设输电线路，输电线路分为架空输电线路和电缆电路等。为了保证电力的安全传输，就需要保证输电线路的安全性，所以需要实时监测输电线路是否处于正常的工作状态。采用输电线路的实时图像监测，就可以解决这个问题。

目前，对输电线路进行实时图像监测时采用输电线路图像监测装置，通常，该输电线路图像监测装置采用摄像机+无线通信模块的方式实现，具体可以采用摄像机+网络视频服务器(DVS，digital video server)实现，其中，摄像机与DVS之间通过Q9或BNC接口连接，用于实时对输电线路进行摄像，得到输电线路的实时图像，传输给DVS；DVS具有图像编码及无线传输作用，用于接收输电线路的实时图像并进行处理，如果通过该实时图像监测到输电线路存在异常，则通过网络发送报警信号。

但是，采用上述装置对输电线路进行图像监测存在以下缺点：

1)所述装置功耗比较大且体积重量较大，成本较高。所述装置中的DVS 功耗一般在6瓦左右，而且无法进行休眠而降低功耗，所述装置中的摄像机功耗一般在10瓦左右，也没有低功耗，因此所述设备正常工作对供电电源的功率要求比较高，为了满足30天工作时间要求，在为所述装置供电时，多采用体积容量较大的铅酸电池或胶体电池，为电池供电的太阳能板需求的功率也相应较大，导致了所述装置的成本比较高。

2)所述装置安装麻烦，费事费力。所述设备体积大且重量大，一般整套设备的重量可以达到40公斤以上，要安装到较高的输电线路上，输电线路一般架设在输电线路铁塔上，至少需要3～4人配合完成且要借助轮滑等工具，尤其在一些偏远的山区劣势更为突出。

3)所述装置集成度差，为了实现监测的各个功能，所述装置需要多个不同的功能模块组合在一起，设计成本高。所述装置从功能上一般包括：带有编解码的数字信号处理(DSP)或ARM芯片、通信传输模块、存储芯片、模拟摄像机及电源系统等几个部分，属于模块式组合，所述装置的各个功能模块之间相互独立，设计成本高且集成度低。

因此，如何能够在对输电线路进行图像监测时，提供低功耗和低成本、易于安装且集成度高的输电线路监测装置成为了一个亟待解决的问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型实施例提供一种输电线路的图像监测装置，该装置能够在对输电线路进行图像监测时，降低功耗和成本，易于安装且集成度高。

根据上述目的，本实用新型是这样实现的：

一种输电线路的图像监测装置，所述监测装置架设在输电线路上，包括：太阳能供电单元(101)、片上系统SoC(102)及摄像头(103)，SoC(102) 和摄像头(103)相连，其中，

太阳能供电单元(101)，用于为SoC(102)及摄像头(103)供电；

摄像头(103)，用于在SoC(102)的控制下实时获取到输电线路图像，将所获取的输电线路图像发送给SoC(102)；

SoC(102)，用于控制摄像头实时获取数据线路图像，对从摄像头(103) 中得到输电线路图像进行编码后，无线输出。

所述太阳能供电单元(101)还包括：太阳能板(1011)、储能模块(1012) 及电源转化电路(1013)，其中，

太阳能板(1011)收集太阳能后，将太阳能发送给储能模块(1012)进行存储，电源转化电路(1013)将存储的能量转化为电能，为SoC(102) 及摄像头(103)供电。

SoC(102)包括中央处理器(1021)、图像采集与编码模块(1022)、基带单元(1023)及射频单元(1024)，其中，

中央处理器(1021)用于控制图像采集与编码模块(1022)、基带单元 (1023)及射频单元(1024)；

图像采集与编码模块(1022)用于对从摄像头(103)中得到的输电线路图像进行采集及编码，将输电线路图像转换为设定格式的图片或视频；

基带单元(1023)用于完成移动网络中无线信号的解调、解扰、解扩和解码工作，并将最终解码完成的数字信号传递中央处理器(1021)；

射频单元(1024)用于在中央处理器(1021)的控制下将进行了编码的输电线路图像无线输出。

所述SoC(102)中还包括休眠控制模块(1025)，用于在中央处理器 (1021)的控制下使得SoC(102)在休眠模式及工作模式进行转换。

所述SoC(102)中还包括全球定位系统GPS模块(1026)及无线通信模块(1027)，分别用于在中央处理器(1021)的控制下，对所述SoC(102) 进行定位及无线通信。

所述SoC中还包括通用串行总线USB接口(1028)，用于对所述SoC 进行调试或提供摄像头(103)的接入。

所述SoC中还包括存储单元(1029)，用于对编码后的输电线路图像进行存储后，再发送给基带单元(1023)处理。

所述SoC(102)和摄像头(103)之间通过MIPI接口连接。

由上述方案可以看出，本实用新型实施例提供的装置，采用片上系统 (SoC)+摄像头的方式实现，SoC与摄像头相连，摄像头用于在SoC的控制下实时获取到输电线路图像，将所获取的输电线路图像发送给SoC，SoC 用于控制摄像头实时获取数据线路图像，对从摄像头中得到输电线路图像进行编码后，无线输出。更进一步地，SoC中具有休眠控制模块，可以使得 SoC进行休眠，降低功耗。由于SoC的功耗小且体积小，与摄像头一起架设到输电线路上进行图像监测时，可以降低功耗和成本，易于安装且集成度高。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的输电线路的图像监测装置结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的输电线路的图像监测方法流程图；

图3为本实用新型实施例提供的输电线路的图像监测方法具体例子流程图。

附图标记

101-太阳能供电单元

1011-太阳能板

1012-储能模块

1013-电源转化电路

102-SoC

1021-中央处理器

1022-图像采集与编码模块

1023-基带单元

1024-射频单元

1025-休眠控制模块

1026-GPS模块

1027-无线通信模块

1028-USB接口

103-摄像头

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本实用新型作进一步详细说明。

为了在对输电线路进行图像监测时，降低功耗和成本，易于安装且集成度高，本实用新型实施例采用SoC+摄像头的方式实现，SoC与摄像头相连，摄像头用于在SoC的控制下实时获取到输电线路图像，将所获取的输电线路图像发送给SoC，SoC用于控制摄像头实时获取数据线路图像，对从摄像头中得到输电线路图像进行编码后，无线输出。

更进一步地，SoC中具有休眠控制模块，可以使得SoC进行休眠，降低功耗。SoC由太阳能供电单元供电。

在本实用新型实施例对输电线路进行图像监测时，由于SoC的功耗小且体积小，与摄像头一起架设到输电线路上进行图像监测时，可以降低功耗和成本，易于安装且集成度高。

图1为本实用新型实施例提供的输电线路的图像监测装置结构示意图，将该装置架设到输电线路上，包括：太阳能供电单元101、SoC102及摄像头103，SoC102和摄像头103相连，其中，

太阳能供电单元101，用于为SoC102及摄像头103供电；

摄像头103，用于在SoC102的控制下实时获取到输电线路图像，将所获取的输电线路图像发送给SoC102；

SoC102，用于控制摄像头实时获取数据线路图像，对从摄像头103中得到输电线路图像进行编码后，无线输出。

在该结构中，所述太阳能供电单元101还包括：太阳能板1011、储能模块1012及电源转化电路1013，其中，

太阳能板1011收集太阳能后，将太阳能发送给储能模块1012进行存储，电源转化电路1013将存储的能量转化为电能，为SoC102及摄像头103供电。

在该结构中，SoC102具体包括中央处理器1021，图像采集与编码模块 1022、基带单元1023及射频单元1024，中央处理器1021用于控制图像采集与编码模块1022、基带单元1023及射频单元1024，其中，图像采集与编码模块1022用于对从摄像头103中得到的输电线路图像进行采集及编码，将输电线路图像转换为设定格式的图片或视频，基带单元1023用于完成移动网络中无线信号的解调、解扰、解扩和解码工作，并将最终解码完成的数字信号传递中央处理器1021；射频单元1024用于在中央处理器1021的控制下将进行了编码的输电线路图像无线输出。

在该结构中，所述SoC102中还包括休眠控制模块1025，用于在中央处理器1021的控制下使得SoC102在休眠模式及工作模式进行转换。在这里，当SoC102接收到控制指令时，可以控制SoC102在休眠模式及工作模式进行转换。

在该结构中，所述SoC102中还包括全球定位系统(GPS)模块1026及无线通信模块1027，分别用于在中央处理器1021的控制下，对所述SoC102 进行定位及无线通信。在这里，所述无线通信模块1027可以采用WiFi或蓝牙方式。

在该结构中，所述SoC中还包括通用串行总线(USB)接口1028，用于对所述SoC进行调试或提供摄像头103的接入。

在该结构中，所述SoC中还包括存储单元1029，用于对编码后的输电线路图像进行存储后，再发送给基带单元1023处理。

在该结构中，所述SoC102和摄像头103之间通过移动产业处理器 (MIPI)接口连接。

从图1可以看出，在SoC中，结合了诸如3G或4G的高速通信移动宽带技术与强大的多媒体功能，三维图形功能和GPS引擎，可以为监测设备带来极高的处理速度、极低的功耗及逼真的多媒体和全面的连接性。

在SoC中集成了应用处理器(AP，Application Processor)及基带处理器(BP，Baseband Processor)，包括基带单元、射频单元、存储单元、GPS 模块、图像采集及编码处理、WiFi、蓝牙和/或USB接口等功能模块。

在SoC中的基带单元包括了各种基带制式的处理能力，基带制式包括不限于GSM、CDMA、CDMA2000、TD-WCDMA及LTE等基带处理，通过基带单元进行识别及处理，满足了多种网络制式的需求。在背景技术提出的输电线路图像监测装置均采用单一信号处理制式，装置内嵌入式系统和无线模块均不同，因此生产管理较为麻烦。而采用本实用新型实施例提供的监测装置则可以不区分系统和硬件，可以统一管理，方便实现。

在SoC中具有的USB接口可以作为专用调试接口，便于设计调试，同时该接口也能够适应USB接口的摄像头接入，实现双摄像头或多摄像头扩展拍摄功能；标准的WiFi及蓝牙接口既可以用于扩展接入其他智能设备，又可以作为调试接口。

在SoC中的MIPI接口为摄像头提供接入，SoC中的图像采集与编码模块可以在中央处理器的控制下将摄像头采集到的图像转换为设定格式的图片或视频格式，存储到存储模块中，然后根据设定的服务器地址发送到指定的服务器平台。

SoC支持多种嵌入式系统，集成的AP可以开发多种不同的应用设计，具有良好的二次开发能力，同时SoC本身具有很强的存储能力和扩展存储能力，能够存储大量的数据信息。

SoC在正常工作模式下本身具有较低功耗，可以通过内部寄存器控制其进入低功耗休眠模式，将SoC中的基带单元、存储单元、GPS模块、图像采集与编码模块、WiFi模块及蓝牙等模块均关闭，射频单元只有部分功能维持，休眠模式下功耗小于正常模式下的百分之一，仅需要几毫安的待机电流维持；SoC能够通过外部触发信号或在内部定时器控制下迅速切换至工作模式。

图2为本实用新型实施例提供的输电线路的图像监测方法流程图，其具体步骤为：

步骤201、监测装置包括SoC、摄像头及太阳能功能单元，SoC与摄像头相连，SoC与摄像头由太阳能供电单元供电，将监测装置架设到输电线路上；

步骤202、SoC控制摄像头实时获取输电线路图像；

步骤203、SoC将所获取的输电线路图像进行编码后，通过无线方式输出。

在该方法中，所述进行编码为：将输电线路图像转换为设定格式的图片或视频。

在该方法中，所述无线方式输出为：将编码后的输电线路图像进行基带调制后，采用射频方式进行无线输出。

该方法还包括：SoC具有休眠功能，在休眠模式及工作模式进行转换。

该方法还包括：SoC具有定位功能及无线通信功能。

该方法还包括：SoC中具有USB接口，对所述SoC进行调试或提供摄像头103的接入。

以下举一个具体例子说明。

在该具体例子中，所述SoC可以采用高通公司的型号为MSM8916的芯片实现，在SoC中配置客户识别模块(SIM)卡。所述SoC运行安卓系统，在SoC集成了USB模块、WiFi模块、图像采集与编码单元和4G通信模块，支持LTE制式，同时支持GPS定位，集成具有MIPI接口的摄像头为800 万像素。

图3为本实用新型实施例提供的输电线路的图像监测方法具体例子流程图，其具体步骤为：

步骤301～303、输电线路的图像监测装置启动进行初始化，其中的SoC 启动无线通信网络，所述装置自动进行通信网络校对时，获取当前通信网络的时钟，同时与当前通信网络的文件传输协议(FTP)服务器进行信息交互，获取服务器端设备的各种参数；

各种参数包括服务器端设备开关时间、拍照次数、图片像素等配置参数，按照参数设定的工作方式进行定时拍照及传输。

在该步骤中，拍照图片存储为JPEG格式，根据不同的客户需求设定不同的图片大小及分辨率等；

在该步骤中，SoC的内部存储空间可以设定，比如为1G，并且可以扩展大容量TF卡，最大128G空间；

步骤304、SoC配置完成后，就进入休眠模式，最大程度节省电能；

步骤305～306、SoC接收到通信网络发送的远程指令时，被唤醒，根据指令触发拍照或触发定时拍照；

步骤307、SoC启动摄像头拍照；

在该步骤中，监测装置在安装时根据不同的场景调整拍照角度，SoC的 WiFi接口与现场调试工具进行连接，可以实时获取到拍摄图片并显示到手持调试工具屏幕上，使得现场安装更加便捷；

步骤308、SoC将所获取的输电线路图像进行编码后，通过无线方式输出并判断是否传输完成，如果否，继续传输，如果是，则返回步骤304。

采用本实用新型实施例的监测装置功耗低，因此配置的储能模块为 10AH磷酸铁锂电池，体积重量较采用背景技术的监测装置使用的铅酸或胶体电池大幅度减小，工作时间却可以达到30天以上。

可以看出，采用本实用新型实施例提供的监测装置，大大降低了设计成本；同时集成芯片的设计也进一步缩小了监测装置体积和外围电源的容量，使得监测装置做到一体化设计。在监测装置中集成了AP+BP，使得监测装置资源更丰富，图像处理更方便。

本发明实施例中的SoC是一个的集成了信号处理功能、射频、基带及图像采集功能和休眠控制等功能的片上系统，而不是采用已有可以直接使用的已经集成了功能的片上系统，其中，信号处理功能采用基带单元及射频单元完成，图像采集功能由图像采集与编码模块完成。本发明实施例提供的SoC还进一步设置集成了无线通信功能及休眠功能，从而使得使用更加方便。本发明不仅限于采用太阳能充电的供电方式，其它如感应取电、交直流取电等供电方式均应包含在本发明的保护范围之内。

以上举较佳实施例，对本实用新型的目的、技术方案和优点进行了进一步详细说明，所应理解的是，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，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种输电线路的图像监测装置，其特征在于，所述监测装置架设在输电线路上，包括：太阳能供电单元(101)、片上系统SoC(102)及摄像头(103)，SoC(102)和摄像头(103)相连，其中，

太阳能供电单元(101)，用于为SoC(102)及摄像头(103)供电；

摄像头(103)，用于在SoC(102)的控制下实时获取到输电线路图像，将所获取的输电线路图像发送给SoC(102)；

SoC(102)，用于控制摄像头实时获取数据线路图像，对从摄像头(103)中得到输电线路图像进行编码后，无线输出。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述太阳能供电单元(101)还包括：太阳能板(1011)、储能模块(1012)及电源转化电路(1013)，其中，

太阳能板(1011)收集太阳能后，将太阳能发送给储能模块(1012)进行存储，电源转化电路(1013)将存储的能量转化为电能，为SoC(102)及摄像头(103)供电。

3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，SoC(102)包括中央处理器(1021)、图像采集与编码模块(1022)、基带单元(1023)及射频单元(1024)，其中，

中央处理器(1021)用于控制图像采集与编码模块(1022)、基带单元(1023)及射频单元(1024)；

图像采集与编码模块(1022)用于对从摄像头(103)中得到的输电线路图像进行采集及编码，将输电线路图像转换为设定格式的图片或视频；

基带单元(1023)用于完成移动网络中无线信号的解调、解扰、解扩和解码工作，并将最终解码完成的数字信号传递中央处理器(1021)；

射频单元(1024)用于在中央处理器(1021)的控制下将进行了编码的输电线路图像无线输出。

4.如权利要求1或3所述的装置，其特征在于，所述SoC(102)中还包括休眠控制模块(1025)，用于在中央处理器(1021)的控制下使得SoC(102)在休眠模式及工作模式进行转换。

5.如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述SoC(102)中还包括全球定位系统GPS模块(1026)及无线通信模块(1027)，分别用于在中央处理器(1021)的控制下，对所述SoC(102)进行定位及无线通信。

6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述SoC中还包括通用串行总线USB接口(1028)，用于对所述SoC进行调试或提供摄像头(103)的接入。

7.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述SoC中还包括存储单元(1029)，用于对编码后的输电线路图像进行存储后，再发送给基带单元(1023)处理。

8.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述SoC(102)和摄像头(103)之间通过MIPI接口连接。