CN208422034U - 电力设施防外破坏监控警示终端 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种电力设施防外破坏监控警示终端，主要由微控制器MCU、图像采集模块、太阳灯充电装置、FPGA模块、SDRAM存储器、无线数传模块、红外报警单元、振动传感器、光传感器单元、声控传感器单元以及LED闪光灯组成；太阳灯充电装置与图像采集装置、智能警示装置和无线数传模块电连接。本实用新型对于电力设施潜在的外破隐患可进行提前预警，发生外破事件的同时，可以采集现场图像，并与外部设备或数据中心进行交互。采用纯太阳能光伏发电，节约能源安全可靠；安全警示标识内部采用LED光源，发光效果明显，安全耐用；图像采集装置可以实时将现场情况传送回操作人员。

Description

电力设施防外破坏监控警示终端

技术领域

本实用新型提供一种电力设施防外破坏监控警示终端，用于电力设施的保护，属于电力设施安全设施技术领域。

背景技术

当前，对于电网安全运行来讲，防止外力破坏（简称“防外破”）已成为重要的防护措施，每年因为外力破坏导致电网故障的事件占比在40% 以上。同时，随着城区配网建设标准的提升，环网柜、箱变等电力设施得到了普及应用，由于这种电力设施大多处于道路街道边、小区内，常发生人员触碰、小孩在周边玩耍等情况，不但给设备运行构成隐患，更重要的是也容易发生人身触电事故。

在电力设备外力破坏事故中，事发现场往往得不到有效证据，大多情况下是在发生事故后，通过周边居民了解情况，此类只适合于居民区，如果电力杆塔位于室外或是人烟稀少区域，发生破坏事件后，就不能及时发现，给后期处理工作带来困难。

发明内容

本实用新型提供一种电力设施防外破坏监控警示终端，对于电力设施潜在的外破隐患可进行提前预警，发生外破事件的同时，可以采集现场图像，并与外部设备或数据中心进行交互。

本实用新型所述的电力设施防外破坏监控警示终端，其技术解决方案如下：

主要由微控制器MCU、图像采集模块、太阳灯充电装置、FPGA模块、SDRAM存储器、无线数传模块、红外报警单元、振动传感器、光传感器单元、声控传感器单元以及LED闪光灯组成；太阳灯充电装置与图像采集装置、智能警示装置和无线数传模块电连接；

所述的图像采集装置的HREF、S100、S101、Hsync、Vsync、PclkF功能端与FPGA模块功能端相连，所采集的图像信息通过图像数据总线传送给FPGA模块，微控制器MCU通过Dclk和Ready功能端来控制FPGA模块的数据输出，FPGA模块通过数据总线将图像数据传送给微控制器MCU进行图像分析，分析结果通过数据/地址总线存储在第一SDRAM存储器、第二SDRAM存储器和第三SDRAM存储器中；微控制器MCU通过CS、WR、RD功能端对第一SDRAM存储器、第二SDRAM存储器和第三SDRAM存储器进行控制；

振动传感器用来检测高压线缆上的振动信号，所采集的振动数据通过数据功能端送给微控制器MCU；微控制器MCU将采集的振动传感器单元数据处理结果存储在第一SDRAM存储器、第二SDRAM存储器和第三SDRAM存储器中；

光传感器单元用来采集所监测范围内的光亮情况，将采集的光传感器数据通过数据功能端传送给微控制器MCU；微控制器MCU通过光传感器数据控制整个系统的工作状态；微控制器MCU将采集的光传感器单元数据处理结果存储在第一SDRAM存储器、第二SDRAM存储器和第三SDRAM存储器中；

声控传感器单元用来采集监测范围内的声音数据；声控传感器单元所采集的数据通过数据功能端传送给微控制器MCU，微控制器MCU将声控数据的分析结果存储在第一SDRAM存储器、第二SDRAM存储器和第三SDRAM存储器中；

系统通过红外报警单元、无线数传模块及继电器和LED闪光灯对外传输数据或发送警示信息。

本实用新型系统有两种工作过程：

一种是系统先通过对振动传感器单元和声控传感器单元信号的采集，当微控制器MCU（TMS320C6201）对数据分析后判断有人员侵入或破坏高压线缆时，启动并移动图像采集装置（图像采集模块（OV7620）），捕捉并采集人员侵入或高压线缆破坏范围的图像，由微控制器MCU（TMS320C6201）对采集数据分析并存储在第一SDRAM存储器、第二SDRAM存储器和第三SDRAM存储器中；报警信息由微控制器MCU（TMS320C6201）经无线数传模块（TM351）远传给监控中心；同时微控制器MCU（TMS320C6201）启动红外声光报警，以阻止人员进行高压线缆的破坏活动；

另一种是通过图像采集装置（图像采集模块（OV7620））对监视范围内图像自动采集，由微控制器MCU（TMS320C6201）对所采集数据进行分析，一旦监视范围内的图像发现移动目标，微控制器MCU（TMS320C6201）立即进行图像存储，并通过CT功能端来控制无线数传模块（TM351）将报警信息远传给监控中心，同时微控制器MCU（TMS320C6201）对振动传感器单元和声控传感器单元信号进行采集，由微控制器MCU（TMS320C6201）来判断是否产生对高压线缆的破坏，一旦发现破坏，微控制器MCU（TMS320C6201）立即启动红外声光报警，并通过无线数传模块（TM351）将信息远传给监控中心；

本实用新型的积极效果在于：对于电力设施潜在的外破隐患可进行提前预警，发生外破事件的同时，可以采集现场图像，并与外部设备或数据中心进行交互。采用纯太阳能光伏发电，节约能源安全可靠；安全警示标识内部采用LED光源，发光效果明显，安全耐用；图像采集装置可以实时将现场情况传送回操作人员。

附图说明

图1为本实用新型电路原理图。

具体实施方式

根据图1所示，本实用新型主要由太阳灯充电装置、智能警示装置、图像采集装置和无线数传模块组成；其中，智能警示装置由微控制器MCU（TMS320C6201）、LED闪光灯、红外报警单元（BISS c001）、振动传感器、光传感器单元、声控传感器单元等组成。其中，图像采集模块放置在图像采集装置中，无线数传模块和太阳灯充电装置均为独立设备，其它均放置在智能警示装置中；

太阳灯充电装置（本系统电源部分）采用太阳能取电方式，采用芯片LT3652HV对太阳能电池进行充电，提供可靠的供电补给，对图像采集装置、智能警示装置和无线数传模块供电。

图像采集装置（图像采集模块（OV7620））用来采集高压线缆周边监视范围内出现移动物体（包括人、车辆、轮船等）的图像信息，通过装置中的HREF、S100、S101、Hsync、Vsync、PclkF功能端与FPGA模块功能端相连，所采集的图像信息通过图像数据总线传送给FPGA模块，微控制器MCU通过Dclk和Ready功能端来控制FPGA模块的数据输出，FPGA模块通过数据总线将图像数据传送给微控制器MCU（TMS320C6201）进行图像分析，分析结果通过数据/地址总线存储在SDRAM存储器（1）、SDRAM存储器（2）和SDRAM存储器（3）中；微控制器MCU（TMS320C6201）通过CS、WR、RD功能端对SDRAM存储器（1）、SDRAM存储器（2）和SDRAM存储器（3）进行控制；

振动传感器用来检测高压线缆上的振动信号，所采集的振动数据通过数据功能端送给微控制器MCU（TMS320C6201）；微控制器MCU（TMS320C6201）对振动数据进行判断和分析，是否有人对高压线缆进行破坏；微控制器MCU（TMS320C6201）将采集的振动传感器单元数据处理结果存储在SDRAM存储器（1）、SDRAM存储器（2）和SDRAM存储器（3）中；

光传感器单元用来采集所监测范围内的光亮情况，将采集的光传感器数据通过数据功能端传送给微控制器MCU（TMS320C6201）；微控制器MCU（TMS320C6201）通过光传感器数据来分析判断出目前是白天还是黑夜，是阴天还是晴天等，针对环境因素来控制整个系统的工作状态；微控制器MCU（TMS320C6201）将采集的光传感器单元数据处理结果存储在SDRAM存储器（1）、SDRAM存储器（2）和SDRAM存储器（3）中；

声控传感器单元用来采集监测范围内的声音数据（包括人、汽车、轮船的声音），通过采集的声音来分析出监测范围是否有人、车辆或轮船通过；声控传感器单元所采集的数据通过数据功能端传送给微控制器MCU（TMS320C6201），传送给微控制器MCU（TMS320C6201）对所采集的声控数据进行分析和判断，判断在所监控区域内是否有人或车辆、轮船等声音，微控制器MCU（TMS320C6201）将声控数据的分析结果存储在SDRAM存储器（1）、SDRAM存储器（2）和SDRAM存储器（3）中；

系统通过红外报警单元（BISS c001）、无线数传模块（TM351）及继电器和LED闪光灯对外传输数据或发送警示信息。

系统对所采集的各种数据进行分析和处理，发现有人员、车辆或轮船经过，或发现有人破坏高压线缆，微控制器MCU（TMS320C6201）通过数据功能端来启动红外声光报警（BISS c001），并由微控制器MCU（TMS320C6201）通过CT功能端来控制无线数传模块（TM351），通过数据总线将报警信息传送给无线数传模块（TM351），再由无线数传模块（TM351）将报警信息传送给监控中心。当光传感器模块所采集的信息由微控制器MCU（TMS320C6201）分析出环境光线非常低或小（夜晚）时，微控制器MCU（TMS320C6201）通过功能端来控制继电器，由继电器启动LED闪光灯进行警示提醒。

本实用新型工作过程中，智能警示装置由微控制器MCU （TMS320C6201）采集红外报警单元、振动传感器、光传感器、声控传感器等信号，通用数据总线与模块 FPGA（EP2C35）进行数据交换，实现数据联动，当电缆发生外破事件后，系统第一时间通过图像采集装置（图像采集模块（OV7620））实现现场的图像数据采集，存储到内部SDRAM内，同时启动红外报警单元（BISS c001），点亮高亮LED闪光灯，并通过模块FPGA 启动图像采集装置，实时进行数据联动警示，当所有数据经过微控制器MCU （TMS320C6201）处理后，通过无线短信模块TM35i与数据中心进行数据交换与备份，达到了事前预警与得到现场数据的第一手资料同步，使发生破坏事件后及时发现，为后期处理工作带来方便。设备通过绝缘夹具固定在高压输电导线上，采用太阳能方式取电，给LED闪光灯供电，并在夜间高亮度显示，以达到警示的效果，当有行人、车辆、塔吊、船舶等经过装置下方时，振动传感器、光传感器单元、声控传感器单元启动，并联动红外报警单元（BISS c001），启动LED闪光灯，提醒行人、车辆、塔吊、船舶等保持安全距离。

Claims (1)

1.一种电力设施防外破坏监控警示终端，其特征在于：

主要由微控制器MCU、图像采集模块、太阳灯充电装置、FPGA模块、SDRAM存储器、无线数传模块、红外报警单元、振动传感器、光传感器单元、声控传感器单元以及LED闪光灯组成；

太阳灯充电装置与图像采集装置、智能警示装置和无线数传模块电连接；

所述的图像采集装置的HREF、S100、S101、Hsync、Vsync、PclkF功能端与FPGA模块功能端相连，所采集的图像信息通过图像数据总线传送给FPGA模块，微控制器MCU通过Dclk和Ready功能端来控制FPGA模块的数据输出，FPGA模块通过数据总线将图像数据传送给微控制器MCU进行图像分析，分析结果通过数据/地址总线存储在第一SDRAM存储器、第二SDRAM存储器和第三SDRAM存储器中；微控制器MCU通过CS、WR、RD功能端对第一SDRAM存储器、第二SDRAM存储器和第三SDRAM存储器进行控制；

振动传感器用来检测高压线缆上的振动信号，所采集的振动数据通过数据功能端送给微控制器MCU；微控制器MCU将采集的振动传感器单元数据处理结果存储在第一SDRAM存储器、第二SDRAM存储器和第三SDRAM存储器中；

光传感器单元用来采集所监测范围内的光亮情况，将采集的光传感器数据通过数据功能端传送给微控制器MCU；微控制器MCU通过光传感器数据控制整个系统的工作状态；微控制器MCU将采集的光传感器单元数据处理结果存储在第一SDRAM存储器、第二SDRAM存储器和第三SDRAM存储器中；

声控传感器单元用来采集监测范围内的声音数据；声控传感器单元所采集的数据通过数据功能端传送给微控制器MCU，微控制器MCU将声控数据的分析结果存储在第一SDRAM存储器、第二SDRAM存储器和第三SDRAM存储器中；

系统通过红外报警单元、无线数传模块及继电器和LED闪光灯对外传输数据或发送警示信息。