CN216595971U - 一种输电边缘智能终端设备及监控系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种输电边缘智能终端设备及监控系统，输电边缘智能终端设备包括媒体处理系统、协处理器、有线传感器采集通信系统、无线传感器采集通信系统、图像视频数据采集系统；实现有线输电线路监测传感器模块、无线输电线路监测传感器模块、有线图像采集模块、无线图像采集模块的接入，获得输电线路的监测数据和图像信息，获得比较全面的输电线路状态数据，解决了目前数据采集单一的问题，实现对输电线路状态数据全感知，对输电线路进行全面监控，提高输电线路的安全性。

Description

一种输电边缘智能终端设备及监控系统

技术领域

本实用新型属于输电技术领域，具体地说，是涉及一种输电边缘智能终端设备及监控系统。

背景技术

电力系统行业的快速发展对输电运维工作提出更高要求。国家对智能电网建设的需求，国家电网公司加大了对高压输电线路运行环境和运行状态的实时监测，目前单一数据采集的输电线路监测监拍装置已经无法满足对输电运维工作的要求。单一分散的数据采集无法做到数据融合，更无法为故障分析提供多维的参考信息。

发明内容

本实用新型提供了一种输电边缘智能终端设备，解决了目前数据采集单一的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型采用下述技术方案予以实现：

一种输电边缘智能终端设备，包括：

媒体处理系统，其包括神经网络处理器；

协处理器，其与所述神经网络处理器连接；

有线传感器采集通信系统，其接收有线输电线路监测传感器模块输送的监测数据，并发送至所述协处理器；

无线传感器采集通信系统，其接收无线输电线路监测传感器模块输送的监测数据，并发送至所述协处理器；

图像视频数据采集系统，其包含有线数据采集单元和无线数据采集单元；所述有线数据采集单元接收有线图像采集模块采集的图像信息，并发送至所述神经网络处理器；所述无线数据采集单元接收无线图像采集模块采集的图像信息，并发送至所述神经网络处理器；所述神经网络处理器将接收到的图像信息进行处理，并经过无线通信系统传输至监控平台。

进一步的，所述神经网络处理器包括主控芯片和神经网络加速引擎；

所述主控芯片与所述协处理器连接，接收所述协处理器发送的监测数据，并发送至存储模块存储；

所述主控芯片接收所述有线数据采集单元和无线数据采集单元发送的图像信息，进行处理后发送至所述神经网络加速引擎；所述神经网络加速引擎将接收到的图像信息进行处理，并发送至存储模块存储；

所述主控芯片与所述无线通信系统连接。

又进一步的，所述有线传感器采集通信系统包括485通信接口；所述有线输电线路监测传感器模块包括微气象传感器、有线杆塔倾斜传感器、覆冰监测传感器中的一个或多个；所述485通信接口分别与所述有线输电线路监测传感器模块的各个传感器连接。

更进一步的，所述无线传感器采集通信系统包括433网关单元；所述无线输电线路监测传感器模块包括无线杆塔倾斜传感器、弧垂监测传感器、风偏监测传感器、舞动监测传感器、无线金具测温单元中的一个或多个；所述433网关单元分别与所述无线输电线路监测传感器模块的各个传感器进行无线通信。

再进一步的，所述无线传感器采集通信系统还包括SP1808无线接口，所述无线输电线路监测传感器模块还包括导线测温单元，所述SP1808无线接口与所述导线测温单元进行无线通信。

进一步的，所述有线数据采集单元包括以太网接口，所述有线图像采集模块包括多个有线摄像头，所述以太网接口与所述多个有线摄像头连接通信；

所述无线数据采集单元包括wifi单元，所述无线图像采集模块包括多个无线摄像头，所述wifi单元与所述多个无线摄像头进行无线通信。

又进一步的，至少一个有线摄像头为红外摄像头。

更进一步的，所述输电边缘智能终端设备还包括蓝牙单元；

所述协处理器接收所述蓝牙单元输出的唤醒/休眠信号；

所述协处理器的唤醒/休眠引脚与主控芯片的唤醒/休眠引脚连接，将唤醒/休眠信号发送至主控芯片，所述主控芯片将唤醒/休眠信号发送至wifi单元及无线图像采集模块。

再进一步的，所述无线通信系统包括4G通信系统和北斗定位系统；所述神经网络处理器分别通过4G通信系统和北斗定位系统与监控平台进行通信。

基于上述输电边缘智能终端设备的设计，本实用新型还提出了一种监控系统，包括：

所述的输电边缘智能终端设备；

有线输电线路监测传感器模块，其与所述输电边缘智能终端设备的有线传感器采集通信系统连接；

无线输电线路监测传感器模块，其与所述输电边缘智能终端设备的无线传感器采集通信系统进行无线通信；

有线图像采集模块，其与所述输电边缘智能终端设备的有线数据采集单元连接；

无线图像采集模块，其与所述输电边缘智能终端设备的无线数据采集单元进行无线通信；

监控平台，其与所述输电边缘智能终端设备的无线通信系统进行通信。

与现有技术相比，本实用新型的优点和积极效果是：本实用新型的输电边缘智能终端设备及监控系统，通过设置有线传感器采集通信系统，用于接收有线输电线路监测传感器模块输送的监测数据；通过设置无线传感器采集通信系统，用于接收无线输电线路监测传感器模块输送的监测数据；通过设置有线数据采集单元，用于接收有线图像采集模块采集的图像信息；通过设置无线数据采集单元，用于接收无线图像采集模块采集的图像信息；通过设置协处理器，对监测数据进行处理；通过设置神经网络处理器，对图像信息进行处理，并将监测数据和图像信息传输至监控平台；因此，本实用新型的输电边缘智能终端设备，可以实现有线输电线路监测传感器模块、无线输电线路监测传感器模块、有线图像采集模块、无线图像采集模块的接入，获得输电线路的监测数据和图像信息，获得比较全面的输电线路状态数据，解决了目前数据采集单一的问题，实现对输电线路状态数据全感知，对输电线路进行全面监控，提高输电线路的安全性。

结合附图阅读本实用新型的具体实施方式后，本实用新型的其他特点和优点将变得更加清楚。

附图说明

图1是本实用新型提出的输电边缘智能终端设备的一个实施例的结构示意图；

图2是本实用新型提出的输电边缘智能终端设备的又一个实施例的结构示意图；

图3是本实用新型提出的监控系统的一个实施例的结构示意图；

图4是输电边缘智能终端设备之间的级联示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下将结合附图和实施例，对本实用新型作进一步详细说明。

需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“竖”、“横”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，还需要说明的是，在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例一、

本实施例的输电边缘智能终端设备，主要包括媒体处理系统、协处理器、有线传感器采集通信系统、无线传感器采集通信系统、图像视频数据采集系统等，参见图1、图2所示。

媒体处理系统，其包括神经网络处理器，主要进行图像视频数据的处理。

协处理器，其与神经网络处理器连接，进行数据传输。在本实施例中，协处理器为低功耗MCU。

有线传感器采集通信系统，其用于与有线输电线路监测传感器模块连接；其接收有线输电线路监测传感器模块输送的监测数据，并发送至协处理器。有线输电线路监测传感器模块，包括多种有线传感器，用于监测输电线路状态，采集监测数据。

无线传感器采集通信系统，其用于与无线输电线路监测传感器模块进行无线通信；其接收无线输电线路监测传感器模块输送的监测数据，并发送至协处理器。无线输电线路监测传感器模块，包括多种无线传感器，用于监测输电线路状态，采集监测数据。

协处理器将接收到的监测数据进行处理后发送至神经网络处理器；神经网络处理器将接收到的协处理器发送的监测数据进行处理，并经过无线通信系统传输至监控平台。

图像视频数据采集系统，其包含有线数据采集单元和无线数据采集单元。

有线数据采集单元，其用于与有线图像采集模块连接，其接收有线图像采集模块采集的图像信息，并发送至神经网络处理器。有线图像采集模块，包括多个有线摄像头，用于采集输电线路的图像信息，并传输至有线数据采集单元。

无线数据采集单元，其用于与无线图像采集模块进行无线通信，其接收无线图像采集模块采集的图像信息，并发送至神经网络处理器。无线图像采集模块，包括多个无线摄像头，用于采集输电线路的图像信息，并传输至无线数据采集单元。

神经网络处理器将接收到的图像信息进行处理，并经过无线通信系统传输至监控平台。

本实施例的输电边缘智能终端设备，通过设置有线传感器采集通信系统，用于接收有线输电线路监测传感器模块输送的监测数据；通过设置无线传感器采集通信系统，用于接收无线输电线路监测传感器模块输送的监测数据；通过设置有线数据采集单元，用于接收有线图像采集模块采集的图像信息；通过设置无线数据采集单元，用于接收无线图像采集模块采集的图像信息；通过设置协处理器，对监测数据进行处理；通过设置神经网络处理器，对图像信息进行处理，并将监测数据和图像信息传输至监控平台；因此，本实施例的输电边缘智能终端设备，可以实现有线输电线路监测传感器模块、无线输电线路监测传感器模块、有线图像采集模块、无线图像采集模块的接入，获得输电线路的监测数据和图像信息，获得比较全面的输电线路状态数据，解决了目前数据采集单一的问题，实现对输电线路状态数据全感知，对输电线路进行全面监控，提高输电线路的安全性。

在本实施例中，媒体处理系统还包括存储模块；神经网络处理器包括主控芯片和神经网络加速引擎，主控芯片与神经网络加速引擎通过内部总线连接。神经网络加速引擎用于进行人工智能算法模型的推理计算。神经网络加速引擎对采集到的图片和/或视频进行智能识别，完成输电线路外破、覆冰、杆塔异物等是否异常以及完成异常类型的识别判断，并将识别信息存储至存储模块。存储模块包括快闪存储器eMMC和随机存取存储器DDR3，快闪存储器和随机存取存储器与主控芯片连接，用于智能算法模型及数据存储和数据交换。

主控芯片与协处理器连接，主控芯片接收协处理器发送的监测数据，并发送至存储模块存储。协处理器完成各个传感器信息采集，并通过串口完成与主控芯片之间的通信，并通知主控芯片完成传感器监测数据的云端传递。

主控芯片分别与有线数据采集单元、无线数据采集单元连接，接收有线数据采集单元发送的图像信息和无线数据采集单元发送的图像信息，进行处理后发送至神经网络加速引擎；神经网络加速引擎将接收到的图像信息进行处理，并发送至存储模块存储。

主控芯片与无线通信系统连接，主控芯片将存储器内的监测数据以及图像信息数据发送至无线通信系统，经无线通信系统上传至监控平台。

采集到的图像及视频信息通过主控芯片进行预处理，然后通过内部总线传递到神经网络加速引擎，调用内置的输电线路异常识别算法模型、外破分类识别模型等，对采集的图片和/或视频进行输电线路是否异常/异常类型的智能识别处理，并将识别处理结果通过4G通信方式返回到监控平台，根据告警策略完成输电场景的异常告警。

通过将神经网络处理器设计为主控芯片和神经网络加速引擎，主控芯片负责与协处理器、无线通信系统进行信息交互，神经网络加速引擎用于对采集到的视频或图像进行识别，完成人工智能算法模型的推理过程，主控芯片和神经网络加速引擎分工协作，加快神经网络处理器的数据交互及处理速度。

在本实施例中，主控芯片集成有双核Cortex－A35 CPU、视频编解码处理器。双核Cortex－A35 CPU支持丰富的接口，便于应用扩展，具有USB3.0、USB2.0、MIPI、DDR3等高速接口，支持千兆以太网及外置WiFi和BT模块，能够实现有线无线高速通信，满足复杂环境下的各种通信需求。神经网络加速引擎选用峰值算力可达3.0 TOPS的NPU。

在本实施例中，有线传感器采集通信系统包括485通信接口，采用485通信方式，实现与有线传感器的通信，接收有线传感器的监测数据。485有线通信方式，稳定可靠，可以实现监测数据的稳定可靠传输。有线输电线路监测传感器模块包括微气象传感器、有线杆塔倾斜传感器、覆冰监测传感器中的一个或多个；485通信接口分别与有线输电线路监测传感器模块的各个传感器连接。

MCU通过485通信接口完成有线传感器的数据接收，并通过UART串口通信电路实现与主控芯片的互连，实现数据的相互传递。

微气象传感器，为六要素或七要素微气象传感器，设置在输电线路杆塔上，用于实时采集当前环境的各种气象信息（风速、风向、气温、湿度、气压、雨强、雨量等）并传输至有线传感器采集通信系统，并根据数据传输协议要求按照每半小时时间上传至监控平台。

覆冰监测传感器，将采集的线路拉力、倾角传输至有线传感器采集通信系统，并根据采集的数据计算当前线路覆冰的厚度，同时根据数据传输协议要求按照每半小时时间上传至监控平台。

有线杆塔倾斜传感器，将采集的杆塔倾斜角度数据传输至有线传感器采集通信系统，并根据采集的数据计算当前的杆塔角度，同时根据数据传输协议要求按照每半小时时间上传至监控平台。

输电线路分布广泛，平原高山均有分布，尤其是严寒地区的恶劣天气会对高压输电线路表面形成不同程度的覆冰，造成输电线路发生舞动，极易造成线路的相间闪络、线路断线等危害，甚至有可能因为过重造成杆塔发生疲劳损伤而引起倒塌，给电网的安全稳定运行造成了极大的危害。通过设计微气象传感器、有线杆塔倾斜传感器、覆冰监测传感器，实现对气象信息、线路覆冰、杆塔倾斜的实时监测，本实施例的输电边缘智能终端设备，可以实现微气象传感器、有线杆塔倾斜传感器、覆冰监测传感器的接入，获得气象数据、倾斜信息、覆冰信息等监测数据，对输电线路进行全面监控，提高输电线路的安全性。

在本实施例中，无线传感器采集通信系统包括433网关单元，通过433MHz无线方式，实现与无线传感器的无线通信，接收无线传感器的监测数据。433无线通信方式，稳定可靠，可以实现监测数据的稳定可靠传输。无线输电线路监测传感器模块包括无线杆塔倾斜传感器、弧垂监测传感器、风偏监测传感器、舞动监测传感器、无线金具测温单元中的一个或多个；433网关单元分别与无线输电线路监测传感器模块的各个传感器进行无线通信，实现无线杆塔倾斜、弧垂、风偏、无线测温、舞动等传感器的监测数据接入，并将采集到的数据信息根据数据传输协议要求按照每半小时时间上传至监控平台。

通过设计无线杆塔倾斜传感器、弧垂监测传感器、风偏监测传感器、舞动监测传感器、无线金具测温单元，实现对杆塔倾斜、弧垂、风偏、舞动、线路温度的实时监测，本实施例的输电边缘智能终端设备，可以实现无线杆塔倾斜传感器、弧垂监测传感器、风偏监测传感器、舞动监测传感器、无线金具测温单元的接入，获得杆塔倾斜、弧垂、风偏、舞动、线路温度等监测数据，对输电线路进行全面监控，提高输电线路的安全性。

主控芯片通过433通信、Lora通信等实现无线传感器数据的接收，可以完成各个无线传感器的数据接入。

在本实施例中，无线传感器采集通信系统还包括SP1808无线接口，无线输电线路监测传感器模块还包括导线测温单元，SP1808无线接口与导线测温单元进行无线通信，实现导线温度监测数据的接入，对导线温度进行监控，提高输电线路的安全性。

在本实施例中，有线数据采集单元包括以太网接口，有线图像采集模块包括多个有线摄像头，以太网接口与多个有线摄像头连接通信。通过以太网接口实现有线摄像头采集的图像数据接入，通信方式稳定可靠，实现图像数据的可靠传输。

有线数据采集单元采用100M网口的传输方式，可以同时接入五路有线摄像机或球机，实现输电通道多角度可视化需求。同时可以通过主控芯片定时唤醒功能实现对有线摄像头的上下电控制，实现低功耗功能。

神经网络处理器通过千兆以太网，配合网络交换机拓展网络接口，实现五路有线监拍摄像机、有线球机的接入，完成图像监拍、视频采集功能。

在本实施例中，无线数据采集单元包括wifi单元，无线图像采集模块包括多个无线摄像头，wifi单元与多个无线摄像头进行无线通信。通过wifi实现无线摄像头采集的图像数据接入，通信方式稳定可靠，实现图像数据的可靠传输。

无线数据采集单元采用wifi传输方式，支持 USB 接口和 IEEE 802.11 b/g/n 标准协议要求，最高数据传输速率为150Mbps。

在有线图像采集模块的多个有线摄像头中，其中一部分有线摄像头对输电通道进行监控，还有一部分有线摄像头对杆塔进行监控。

在无线图像采集模块的多个无线摄像头中，其中一部分无线摄像头对输电通道进行监控，还有一部分无线摄像头对杆塔进行监控。

对输电通道进行监控是指对大号侧、小号侧、塔基等位置拍照，实现多角度覆盖；对杆塔进行监控是指对杆塔本体、杆塔螺栓、绝缘子、销钉、导地线等多个重要位置进行拍照，达到“有图有真相”的效果。

在本实施例中，至少一个有线摄像头为红外摄像头，支持红外测温及山火识别等功能，一旦出现山火警报，可以及时识别并上传监控平台，进一步提高了输电线路的安全性。

在本实施例中，输电边缘智能终端设备还包括蓝牙单元，蓝牙单元与协处理器连接，协处理器的唤醒/休眠引脚与主控芯片的唤醒/休眠引脚连接。

其他蓝牙设备（如手机、PAD等）与蓝牙单元配对成功后进行蓝牙通信；蓝牙设备发出唤醒/休眠信号至蓝牙单元，蓝牙单元将接收到的唤醒/休眠信号发送至协处理器。

协处理器接收蓝牙单元输出的唤醒/休眠信号；协处理器的唤醒/休眠引脚与主控芯片的唤醒/休眠引脚连接，将唤醒/休眠信号发送至主控芯片，主控芯片将唤醒/休眠信号发送至wifi单元及无线图像采集模块，唤醒wifi单元及无线图像采集模块，或者控制wifi单元及无线图像采集模块休眠。

蓝牙单元常电保活，用于蓝牙设备与无线摄像头之间的唤醒/休眠信号的收发，在没有数据传输需求时通过发送休眠信号，使无线摄像头及wifi单元进入休眠以降低功耗，反之则唤醒无线摄像头及wifi单元采集杆塔及输电线路区域图像或视频并完成数据的传递。

因此，协处理器完成对低功耗神经网络处理器的控制，即完成对神经网络处理器的休眠唤醒控制，保证在有效工作期间完成数据采集及通信后进入休眠状态降低功耗，同时在有数据采集及通信需求时间内有效唤醒神经网络处理器控制单元完成系统间的信息交互。

本实施例的输电边缘智能终端设备，通过WIFI无线方式连接无线摄像头，实现无线图像监拍装置的接入，同时通过低功耗MCU+蓝牙单元实现休眠唤醒控制，实现只在有监拍要求时启动无线摄像头进行监拍，完成低功耗要求。

在本实施例中，无线通信系统包括4G通信系统和北斗定位系统；神经网络处理器分别通过4G通信系统和北斗定位系统与监控平台进行通信。

4G通信系统与媒体处理系统之间的通信采用通用串行接口USB进行数据传输，支持USB休眠及唤醒机制，通过主控芯片控制4G通信系统的工作模式，在不需要收发数据时将4G通信系统进入休眠状态，反之则将其唤醒处于工作状态，实现系统的低功耗要求。

4G通信系统支持GSM、TD-SCDMA、CDMA、WCDMA、TDD-LTE和FDD-LTE等无线通讯频段，可以满足多数场景下的4G通讯需求。

4G通信系统能够实现中断信号唤醒媒体处理系统，在监控平台下发唤醒指令情况下实现对系统的唤醒，实现指令下发、数据传输等功能。

无线通信系统集成了北斗定位系统，具有北斗接入能力，为用户提供安全精确的定位服务，快速获取杆塔地理坐标。

主控芯片通过USB3.0接口实现与4G模组的通讯，实现终端设备与监控平台的信息通信。主控芯片控制系统外设之间的信息交互，控制整体边缘计算的调度和计算过程，并完成与无线通信系统的数据收发，同时通过控制4G通信系统完成与监控平台之间的信息通信，完成图像、视频、各传感器数据与监控平台的传递。

为了方便智能终端设备的供电，输电边缘智能终端设备还包括电源控制及供电系统，通过实时采集蓄电池电压控制系统工作用电，根据电池不同状态选择不同的工作模式，调整相应的电源控制策略；电源控制策略包括正常供电模式、间歇供电模式和低功耗供电模式。电源控制及供电系统同时可以监控蓄电池电压并将实时数据通过4G通信系统上传至监控平台。电源控制及供电系统包括太阳能板、充电管理单元、电池等，采用太阳能充电，电池容量100AH，通过低功耗设计实现无光照条件下设备正常运行30天。协处理器，不仅用于有线无线传感器的数据采集，收发处理；同时负责系统低功耗管理、电池电量管理等功能。

本实施例的输电边缘智能终端设备，可以第一时间判断输电线路区域的气象信息有助于判断输电线路的运行情况，同时利用摄像头并结合人工智能算法识别外破隐患，通过部署智能识别算法并不断提高隐患识别预警能力，并通过多数据，多角度的监测保证高压输电线路稳定高效地运行，为工业、生产生活提供稳定的电力保障。输电边缘智能终端设备通过无线网桥与其他输电边缘智能终端设备进行级联，实现全方位立体化的实时监控。

本实施例的输电边缘智能终端设备，自动完成设备自检功能、传感器故障自检，远程升级维护功能，传感器类型在监控平台数据可配置；输电边缘智能终端设备支持各类传感器算法移植，实现传感器联动；支持北斗、GPS地理位置定位，提供杆塔故障位置，便于维护。通过无线网桥实现汇聚塔之间终端设备的级联，实现联动，一旦某一区域内某一杆塔出现异常报警，对应的汇聚塔之间产生联动，扩大实施监控范围，确保整个区域风险及时发现。通过接入红外摄像头，支持红外测温及山火识别等功能，一旦出现山火警报，通过联动的设备及时启动实施监拍，扩大以山火区域为中心点的实施监控，并结合各类传感器数据判断火势蔓延范围或可能出现的其他区域山火警情风险。

本实施例的多参数低功耗输电边缘智能终端设备，提供了一种对电力系统的主干网络实现多角度、多维度的数据可视化智能电网运维解决方案，通过多传感器数据融合和汇聚实现多参数可视化输电监测系统，可实时有效地监测输电线路的实际参数和通道状态，能够监测输电线路的气象数据、覆冰、杆塔倾斜等数据，同时对输电场景可视化监控，通过AI算法识别外破风险，异物风险并实现告警。

本实施例的多参数低功耗输电边缘智能终端设备，涉及高速电路设计技术、人工智能算法、输电可视化、传感器信息采集等内容，本实施例的输电边缘智能终端设备包含一款低功耗神经网络处理器和一款低功耗MCU，神经网络处理器集成主控芯片和神经网络加速引擎，主控芯片中的多媒体子系统用于处理音视频信息，并集成了外设控制系统，用于控制设备与外设之间的信息交互，神经网络加速引擎用于对摄像头采集到的视频或图像完成人工智能算法模型的推理过程，每秒可进行3.1万亿次操作（TOPS）。MCU负责各传感器的数据采集功能，并完成与主控芯片之间的信息交互，完成低功耗的信息采集。本实施例的输电边缘智能终端设备，配合人工智能算法主要针对输电智能化、可视化场景对计算能力的需求以及对数据采集低功耗的需求，采用AI芯片（神经网络处理器）+MCU的设计，二者相互配合，为电力边缘计算智能终端提供了良好的硬件基础，在满足边缘端智能处理对计算能力的要求的基础上同时满足对设备低功耗的要求。

本实施例的输电边缘智能终端设备，作为现场信息通信枢纽，收集各个传感器和摄像头的数据，根据策略及算法完成运算后，上传至监控平台。输电边缘智能终端设备可实现传感器等窄带数据与图片等宽带数据的接入、转发、智能分析与处理，是实现输电物联网感知层建设的统一部署、统一接入、统一应用的基础设施和枢纽。本实施例的输电边缘智能终端设备，最终实现输电场景多参数收集、通道可视化监控，通过低功耗物联网络、硬件模块化设计实现对输电场景的输电线路状态全感知、高度融合设备间数据及设备级联，实现全方位立体化的实时监控，保障输电线路可靠性运行。

实施例二、

基于实施例一的输电边缘智能终端设备的设计，本实施例二提出了一种监控系统，包括实施例一的输电边缘智能终端设备、有线输电线路监测传感器模块、无线输电线路监测传感器模块、有线图像采集模块、无线图像采集模块、监控平台等，参见图3、图4所示。

有线输电线路监测传感器模块，其与输电边缘智能终端设备的有线传感器采集通信系统连接。

无线输电线路监测传感器模块，其与输电边缘智能终端设备的无线传感器采集通信系统进行无线通信。

有线图像采集模块，其与输电边缘智能终端设备的有线数据采集单元连接。

无线图像采集模块，其与输电边缘智能终端设备的无线数据采集单元进行无线通信。

监控平台，其与输电边缘智能终端设备的无线通信系统进行通信。监控平台实现多参数低功耗输电边缘智能终端设备的联动，能够随时下发唤醒指令，获取各传感器数据和图像及视频信息，不受设备关机或休眠状态的影响。

监控平台还存储人工智能算法，通过输电边缘智能终端设备回传的数据进一步的智能分析，实现输电通道的状态监控与智能化预报警，同时实现对运行状态、上线率、故障位、杆塔状态、气象信息、异物等的查看，及各系统的参数配置。

通过在监控系统中设计输电边缘智能终端设备，实现对输电线路状态数据全感知，对输电线路进行全面监控，提高输电线路的安全性。

本实施例中，输电边缘智能终端设备设置有多个，输电边缘智能终端设备之间可通过无线网桥进行互联。通过无线网桥可以实现多参数低功耗输电边缘智能终端设备间的互连，实现多级杆塔间的信息汇聚，融合及统一管理等。

从硬件电路板的角度，输电边缘智能终端设备主要由电池单元、终端核心板媒体处理板（CORE)、终端主板（MB）、终端子板（DB）、终端通信板组成；电池单元为各用电负载提供电源供电，具有太阳能充电及充电管理功能。

终端核心板媒体处理板（CORE)是整个终端的调度、计算、管理中心，主要完成对于整个终端的业务流程的管理、数据的边缘计算、设备管理、功能调度、AI识别、智能判断、传感器联动。终端核心板媒体处理板（CORE)主要包括神经网络处理器。

终端主板（MB）负责完成整个终端的电源供电、核心板接口、子板接口、WIFI接口、PHY、交换机、485对外连接等接口，实现传感器数据采集、任务调度、维护、日志、升级等管理。终端主板（MB）为白板，用于插接终端核心板媒体处理板（CORE)、终端子板（DB）、终端通信板。

终端子板（DB）完成对整个终端的电源供给、通信链路、WIFI、各单元间的通信功能。终端子板（DB）主要包括协处理器。

终端通信板主要完成对监控平台的通信及连接、短信的收发、加密、主站侧唤醒等功能。终端通信板主要包括4G通信系统。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其进行限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的普通技术人员来说，依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型所要求保护的技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种输电边缘智能终端设备，其特征在于：包括：

媒体处理系统，其包括神经网络处理器；

协处理器，其与所述神经网络处理器连接；

有线传感器采集通信系统，其接收有线输电线路监测传感器模块输送的监测数据，并发送至所述协处理器；

无线传感器采集通信系统，其接收无线输电线路监测传感器模块输送的监测数据，并发送至所述协处理器；

图像视频数据采集系统，其包含有线数据采集单元和无线数据采集单元；所述有线数据采集单元接收有线图像采集模块采集的图像信息，并发送至所述神经网络处理器；所述无线数据采集单元接收无线图像采集模块采集的图像信息，并发送至所述神经网络处理器；所述神经网络处理器将接收到的图像信息进行处理，并经过无线通信系统传输至监控平台。

2.根据权利要求1所述的输电边缘智能终端设备，其特征在于：所述神经网络处理器包括主控芯片和神经网络加速引擎；

所述主控芯片与所述协处理器连接，接收所述协处理器发送的监测数据，并发送至存储模块存储；

所述主控芯片接收所述有线数据采集单元和无线数据采集单元发送的图像信息，进行处理后发送至所述神经网络加速引擎；所述神经网络加速引擎将接收到的图像信息进行处理，并发送至存储模块存储；

所述主控芯片与所述无线通信系统连接。

3.根据权利要求1所述的输电边缘智能终端设备，其特征在于：所述有线传感器采集通信系统包括485通信接口；所述有线输电线路监测传感器模块包括微气象传感器、有线杆塔倾斜传感器、覆冰监测传感器中的一个或多个；所述485通信接口分别与所述有线输电线路监测传感器模块的各个传感器连接。

4.根据权利要求1所述的输电边缘智能终端设备，其特征在于：所述无线传感器采集通信系统包括433网关单元；所述无线输电线路监测传感器模块包括无线杆塔倾斜传感器、弧垂监测传感器、风偏监测传感器、舞动监测传感器、无线金具测温单元中的一个或多个；所述433网关单元分别与所述无线输电线路监测传感器模块的各个传感器进行无线通信。

5.根据权利要求1所述的输电边缘智能终端设备，其特征在于：所述无线传感器采集通信系统还包括SP1808无线接口，所述无线输电线路监测传感器模块还包括导线测温单元，所述SP1808无线接口与所述导线测温单元进行无线通信。

6.根据权利要求1所述的输电边缘智能终端设备，其特征在于：

所述有线数据采集单元包括以太网接口，所述有线图像采集模块包括多个有线摄像头，所述以太网接口与所述多个有线摄像头连接通信；

所述无线数据采集单元包括wifi单元，所述无线图像采集模块包括多个无线摄像头，所述wifi单元与所述多个无线摄像头进行无线通信。

7.根据权利要求6所述的输电边缘智能终端设备，其特征在于：至少一个有线摄像头为红外摄像头。

8.根据权利要求6所述的输电边缘智能终端设备，其特征在于：所述输电边缘智能终端设备还包括蓝牙单元；

所述协处理器接收所述蓝牙单元输出的唤醒/休眠信号；

所述协处理器的唤醒/休眠引脚与主控芯片的唤醒/休眠引脚连接，将唤醒/休眠信号发送至主控芯片，所述主控芯片将唤醒/休眠信号发送至wifi单元及无线图像采集模块。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的输电边缘智能终端设备，其特征在于：所述无线通信系统包括4G通信系统和北斗定位系统；所述神经网络处理器分别通过4G通信系统和北斗定位系统与监控平台进行通信。

10.一种监控系统，其特征在于：包括：

如权利要求1至9中任一项所述的输电边缘智能终端设备；

有线输电线路监测传感器模块，其与所述输电边缘智能终端设备的有线传感器采集通信系统连接；

无线输电线路监测传感器模块，其与所述输电边缘智能终端设备的无线传感器采集通信系统进行无线通信；

有线图像采集模块，其与所述输电边缘智能终端设备的有线数据采集单元连接；

无线图像采集模块，其与所述输电边缘智能终端设备的无线数据采集单元进行无线通信；

监控平台，其与所述输电边缘智能终端设备的无线通信系统进行通信。

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