本實用新型涉及集成電路技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于北斗的紅外巡線設(shè)備及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

近些年由于國內(nèi)的電網(wǎng)建設(shè)規(guī)模不斷擴(kuò)大，遠(yuǎn)距離輸電線路、高壓線路不斷增多，而且其中很多輸電線路分布在森林山嶺之間，導(dǎo)致傳統(tǒng)的人工巡線受到諸多不確定性因素的影響，電力巡線主要面臨以下問題：

首先，不易確定巡線人員巡線是否到達(dá)指定位置，巡線人員的安全以及是否到崗不易保證；

其次，地形環(huán)境、天氣狀況等不確定因素影響巡線人員對線路、高壓設(shè)備好壞的判斷，難以保證巡線數(shù)據(jù)的精度；

再次，通過人工手動記錄巡線結(jié)果的方式效率低，巡檢記錄也不易管理；

最后，采用直升機(jī)或者無人機(jī)先進(jìn)設(shè)備巡線易受到地形、視野能環(huán)境影響，且成本偏高。

而隨著北斗衛(wèi)星定位技術(shù)、紅外熱成像傳感器技術(shù)以及無線網(wǎng)路通信技術(shù)的發(fā)展，電力巡線可以愈加高效簡單化、智能化。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了克服以上問題，本實用新型旨在提供一種基于北斗的紅外巡線設(shè)備及系統(tǒng)，利用北斗衛(wèi)星定位電路來實時定位巡線人員的位置信息，實現(xiàn)巡線數(shù)據(jù)的智能化管理。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種基于北斗的紅外巡線設(shè)備，其包括：電源電路、分別與電源電路相電連的紅外熱傳感器，模數(shù)轉(zhuǎn)換器，F(xiàn)PGA可編程門電路，DSP數(shù)字信號處理器、北斗衛(wèi)星定位電路以及無線通信電路；其中，

紅外熱傳感器，與模數(shù)轉(zhuǎn)換器相連，紅外熱傳感器探測待測物體，將探測到的光信號轉(zhuǎn)換為模擬電信號，并將模擬電信號輸出給模數(shù)轉(zhuǎn)換器；

模數(shù)轉(zhuǎn)換器，與FPGA可編程門電路相連，模數(shù)轉(zhuǎn)換器將所述的模擬電信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，并且將數(shù)字信號輸出給FPGA可編程門電路；

FPGA可編程門電路，與數(shù)字信號處理器相連；FPGA可編程門電路對所述數(shù)字信號進(jìn)行邏輯處理，并且生成不同的幀頻數(shù)據(jù)；

所述DSP數(shù)字信號處理器分別與FPGA可編程門電路、紅外熱傳感器相連；所述DSP數(shù)字信號處理器控制所述紅外熱傳感器按時序輸出模擬電信號給模數(shù)轉(zhuǎn)換器；所述DSP數(shù)字信號處理器從所述FPGA可編程門電路中讀取不同的幀頻數(shù)據(jù)，對讀取的不同的幀頻數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算處理，將處理后的數(shù)據(jù)反饋給FPGA可編程門電路；

北斗衛(wèi)星定位電路，與所述DSP數(shù)字信號處理器相連，北斗衛(wèi)星定位電路實時定位巡線人員的位置信息；

無線通信電路，與所述DSP數(shù)字信號處理器相連，所述DSP數(shù)字信號處理器通過所述無線通信電路將處理后的數(shù)據(jù)以及北斗衛(wèi)星定位電路所定位的巡線人員的位置信息發(fā)送到外界。

優(yōu)選地，還包括：與所述FPGA可編程門電路相連的數(shù)據(jù)傳輸接口電路，數(shù)據(jù)傳輸接口電路從所述FPGA可編程門電路讀取所述幀頻數(shù)據(jù)或者將外界的數(shù)據(jù)傳輸給所述FPGA可編程門電路。

優(yōu)選地，所述數(shù)據(jù)傳輸接口電路包括USB接口電路、HDMI接口電路、SD卡接口電路的一種或多種。

優(yōu)選地，所述FPGA可編程門電路還連接有緩存電路，用于存儲所述FPGA可編程門電路的動態(tài)幀頻數(shù)據(jù)。

優(yōu)選地，所述DSP數(shù)字信號處理器還連接有觸摸屏及其電路，通過觸摸屏實現(xiàn)人機(jī)交互。

優(yōu)選地，所述無線通信電路具有信號探測模塊、GPRS通訊模塊和3G通訊模塊；信號探測模塊探測所述紅外熱像儀所處區(qū)域所覆蓋網(wǎng)絡(luò)種類是GPRS還是3G，根據(jù)所探測到的網(wǎng)絡(luò)種類，所述DSP數(shù)字信號處理器選擇通過GPRS還是3G來向外界發(fā)送信息。

優(yōu)選地，所述DSP數(shù)字信號處理器還連接有語音備忘電路，通過語音備忘電路向DSP數(shù)字信號處理器輸入語音數(shù)據(jù)，DSP數(shù)字信號處理器將該語音數(shù)據(jù)插入在所述DSP數(shù)字信號處理器中的幀頻數(shù)據(jù)中。

優(yōu)選地，所述DSP數(shù)字信號處理器通過SPI接口電路與所述語音備忘電路相電連。

優(yōu)選地，所述DSP數(shù)字信號處理器通過SPI接口電路與所述紅外熱傳感器相電連。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明還提供了一種巡線系統(tǒng)，其包括：上述的基于北斗的紅外巡線設(shè)備，與所述紅外巡線設(shè)備相連的遠(yuǎn)程管理服務(wù)器和與所述遠(yuǎn)程管理服務(wù)器相連的顯示終端；所述紅外巡線設(shè)備將處理后的數(shù)據(jù)以及北斗衛(wèi)星定位電路所定位的巡線人員的位置信息發(fā)送給遠(yuǎn)程管理服務(wù)器，遠(yuǎn)程管理服務(wù)器將所述處理后的數(shù)據(jù)和所述巡線人員的位置信息發(fā)送給顯示終端。

本實用新型的基于北斗的紅外巡線設(shè)備及系統(tǒng)，實現(xiàn)了巡線人員的位置信息定位，待測線路、高壓設(shè)備等的紅外熱成像，將巡線數(shù)據(jù)信息和位置信息傳至管理服務(wù)器，實現(xiàn)電力巡線人員位置信息的集中管理、巡檢數(shù)據(jù)的智能化管理、紅外圖像的有序管理，并且具有體積小、功耗低、抗干擾能力強(qiáng)、人機(jī)界面交互友好、使用方便、便攜等特點。

附圖說明

圖1為本實用新型的一個較佳實施例的基于北斗的紅外巡線設(shè)備的各部分連接關(guān)系示意圖

圖2為本實用新型的一個較佳實施例的巡線系統(tǒng)的示意圖

具體實施方式

為使本實用新型的內(nèi)容更加清楚易懂，以下結(jié)合說明書附圖，對本實用新型的內(nèi)容作進(jìn)一步說明。當(dāng)然本實用新型并不局限于該具體實施例，本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員所熟知的一般替換也涵蓋在本實用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。

以下結(jié)合附圖1-2和具體實施例對本實用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明。需說明的是，附圖均采用非常簡化的形式、使用非精準(zhǔn)的比例，且僅用以方便、清晰地達(dá)到輔助說明本實施例的目的。

請參閱圖1，本實施例的基于北斗的紅外巡線設(shè)備包括：電源電路、分別與電源電路相電連的紅外熱傳感器，模數(shù)轉(zhuǎn)換器，F(xiàn)PGA可編程門電路，DSP數(shù)字信號處理器、北斗衛(wèi)星定位電路以及無線通信電路；本實施例中，還可以包括與FPGA可編程門電路相連的數(shù)據(jù)傳輸接口電路；

紅外熱傳感器與模數(shù)轉(zhuǎn)換器相連，紅外熱傳感器探測待測物體，將探測到的光信號轉(zhuǎn)換為模擬電信號，并將模擬電信號輸出給模數(shù)轉(zhuǎn)換器；這里，紅外熱傳感器可以采用紅外焦平面圖像傳感器，其為非制冷紅外焦平面陣列，圖像傳感器內(nèi)部附有感光元件陣列，分辨率為384×288，共110592個測溫點，完全滿足清晰成像的使用需求。紅外熱傳感器由DSP數(shù)字信號處理器以SPI接口電路的方式對其配置，當(dāng)觀測巡線線路或者高壓設(shè)備時，巡線線路或者高壓設(shè)備表面發(fā)射的紅外線經(jīng)過光學(xué)系統(tǒng)成像在焦平面圖像傳感器的感光元件上，紅外焦平面圖像傳感器即按時序?qū)⒔邮盏降墓庑盘栟D(zhuǎn)換為模擬的電信號輸出到模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)，模數(shù)轉(zhuǎn)換器具有模擬輸入引腳，紅外焦平面圖像傳感器與模擬輸入引腳相連。

模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)與FPGA可編程門電路相連，模數(shù)轉(zhuǎn)換器將模擬電信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，并且將數(shù)字信號輸出給FPGA可編程門電路；模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)的主芯片可以采用凌力爾特的14位ADC芯片LTC2245，該芯片具有最高10M的采樣頻率，其同步將紅外焦平面圖像傳感器輸出的模擬信號轉(zhuǎn)換為14位并行數(shù)字信號發(fā)送給FPGA可編程門電路；

FPGA可編程門電路與數(shù)字信號處理器相連；FPGA可編程門電路對數(shù)字信號進(jìn)行邏輯處理，并且生成不同的幀頻數(shù)據(jù)；同時，F(xiàn)PGA可編程門電路具有時鐘，時鐘控制紅外熱傳感器與模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)同步傳輸；FPGA可編程門電路內(nèi)部具有邏輯處理單元，具有并行處理能力來處理模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)發(fā)送的并行數(shù)字信號；同時，可根據(jù)外部需要，采用可編程邏輯算法來實時地產(chǎn)生不同的幀頻數(shù)據(jù)。這里，F(xiàn)PGA可編程門電路可以采用Altera的EP4CE40F23C6芯片，通過其內(nèi)部邏輯處理，發(fā)揮該芯片的并行處理能力，處理模數(shù)轉(zhuǎn)換器輸出的14位并行數(shù)字信號，固定實時產(chǎn)生50Hz幀頻的數(shù)據(jù)，再將數(shù)據(jù)信號同時送往緩存電路DDR、DSP數(shù)字信號處理器以及各個USB接口電路等數(shù)據(jù)傳輸接口電路。

FPGA可編程門電路還連接有緩存電路，用于存儲FPGA可編程門電路的動態(tài)幀頻數(shù)據(jù)。動態(tài)數(shù)據(jù)可以包括FPGA可編程門電路輸出給各個數(shù)據(jù)傳輸接口電路的動態(tài)數(shù)據(jù)、FPGA可編程門電路與DSP數(shù)字信號處理器之間的動態(tài)數(shù)據(jù)、或者數(shù)據(jù)傳輸接口電路輸入給FPGA可編程門電路的動態(tài)數(shù)據(jù)。這里，主芯片可以選用MT47H128M16主芯片，為一款DDR2SDRAM，實現(xiàn)對FPGA處理后發(fā)送到DSP數(shù)字信號處理器的動態(tài)幀頻數(shù)據(jù)的存儲，各個接口的動態(tài)紅外圖像數(shù)據(jù)的存儲，以及從各個接口電路向FPGA輸入的動態(tài)數(shù)據(jù)的存儲的一種或多種存儲。

數(shù)據(jù)傳輸接口電路從FPGA可編程門電路讀取幀頻數(shù)據(jù)或者將外界的數(shù)據(jù)傳輸給FPGA可編程門電路。這里，數(shù)據(jù)傳輸接口電路包括USB接口電路、HDMI接口電路、SD卡接口電路的一種或多種。具體的，USB接口電路可以包括標(biāo)準(zhǔn)USB2.0接口電路和USB3.0接口電路；USB接口電路具有控制驅(qū)動電路和接口電路電路，控制驅(qū)動電路控制接口電路電路以在線或離線方式將幀頻數(shù)據(jù)傳輸給外界，USB接口電路的控制驅(qū)動電路的功耗低，其內(nèi)部附有SRAM，支持最大數(shù)據(jù)位寬32位，頻率100MHz，且最大傳輸速度大625MB/S，可以通過該USB接口電路將幀頻數(shù)據(jù)以在線或離線方式快速傳至電腦或其它設(shè)備中。USB3.0接口電路的控制驅(qū)動電路可以采用CYPRESS的FX3 CYUSB3014，其內(nèi)附有512KB的SRAM，支持最大數(shù)據(jù)位寬32位，頻率100MHz，且最大傳輸速度能達(dá)到625MB/s，用戶可以通過USB3.0接口電路將紅外圖像數(shù)據(jù)等巡線數(shù)據(jù)、巡線人員的位置信息快速傳至管理服務(wù)器，對數(shù)據(jù)進(jìn)行集中有序管理。這里，HDMI接口電路，為高清晰度多媒體接口電路，可同時傳送音頻和影像數(shù)據(jù)，最高數(shù)據(jù)傳輸速度為4.5GB/S，可以滿足多種應(yīng)用場合。SD卡接口電路的內(nèi)存為32G-64G，能夠連續(xù)存儲幀頻數(shù)據(jù)，可通過讀卡器將幀頻數(shù)據(jù)讀出。

DSP數(shù)字信號處理器分別與FP GA可編程門電路、紅外熱傳感器相連；DSP數(shù)字信號處理器通過SPI接口電路與所述紅外熱傳感器相電連；DSP數(shù)字信號處理器控制紅外熱傳感器按時序輸出模擬電信號給模數(shù)轉(zhuǎn)換器；DSP數(shù)字信號處理器從FPGA可編程門電路中讀取不同的幀頻數(shù)據(jù)，對讀取的不同的幀頻數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算處理，將處理后的數(shù)據(jù)反饋給FPGA可編程門電路；這里，DSP數(shù)字信號處理器的主芯片可以選用達(dá)芬奇處理器的TMS320DM6467；

北斗衛(wèi)星定位電路與DSP數(shù)字信號處理器相連，北斗衛(wèi)星定位電路實時定位巡線人員的位置信息；這里，北斗衛(wèi)星定位電路的核心芯片采用BD2+GPS方式的定位模塊UM220，實時定位巡線人員的位置信息，并在DSP數(shù)字信號處理器的控制下，將巡線人員的位置信息實時發(fā)送給無線通信電路，完成巡線人員的定位信息的發(fā)送。

無線通信電路與DSP數(shù)字信號處理器相連，DSP數(shù)字信號處理器通過無線通信電路將處理后的數(shù)據(jù)以及北斗衛(wèi)星定位電路所定位的巡線人員的位置信息發(fā)送到外界。這里，DSP數(shù)字信號處理器還能夠根據(jù)外界網(wǎng)絡(luò)環(huán)境來切換GPRS或3G通信模塊來完成紅外熱像儀和外界之間的通信；具體的，無線通信電路具有信號探測模塊、GPRS通訊模塊和3G通訊模塊；信號探測模塊探測紅外熱像儀所處區(qū)域所覆蓋網(wǎng)絡(luò)種類是GPRS還是3G，根據(jù)所探測到的網(wǎng)絡(luò)種類，DSP數(shù)字信號處理器選擇通過GPRS還是3G來向外界發(fā)送信息。例如，紅外巡線設(shè)備在室外進(jìn)行探測時，如果需要及時將紅外熱設(shè)備探測到的紅外溫度圖像等數(shù)據(jù)發(fā)送給管理服務(wù)器，DSP數(shù)字信號處理器根據(jù)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境自動選擇通信模塊，例如，若所在位置沒有被3G網(wǎng)絡(luò)覆蓋，則數(shù)字信號處理器將發(fā)送信息控制無線通信電路將通訊方式切換至GPRS模塊來進(jìn)行通信，無線通信電路通過GPRS通信模塊將數(shù)據(jù)傳輸給管理服務(wù)器；若所在位置沒有被GRPS覆蓋，但是覆蓋有3G網(wǎng)絡(luò)，則DSP數(shù)字信號處理器將發(fā)送信息控制無線通信電路將通訊方式切換為3G網(wǎng)絡(luò)，無線通信電路通過3G通信模塊將數(shù)據(jù)傳輸給管理服務(wù)器，從而完成紅外溫度圖像等巡線數(shù)據(jù)、巡線人員的位置信息的無線傳輸。

DSP數(shù)字信號處理器還連接有觸摸屏及其電路，通過觸摸屏實現(xiàn)人機(jī)交互。用戶通過觸摸屏將處理動作發(fā)送給DSP數(shù)字信號處理器，DSP數(shù)字信號處理器根據(jù)處理動作將相關(guān)數(shù)據(jù)發(fā)送給觸摸屏電路；觸摸屏可以為LCD觸摸屏，LCD觸摸屏的電路還可以具有按鍵電路，數(shù)字信號處理器(DSP)將處理后的數(shù)據(jù)實時地發(fā)送給LCD觸摸屏電路，LCD觸摸屏電路連接的觸摸屏上實時地顯示紅外圖像或視頻，可通過觸摸屏對紅外圖像或視頻進(jìn)行實時地編輯，例如添加備注信息，此時，DSP數(shù)字信號處理電路將所添加的備注信息插入到相應(yīng)的數(shù)據(jù)中；還可通過觸摸屏實時地顯示待觀測物體的最高溫度點和最低溫度點，通過觸摸屏來選擇點分析、線分析、區(qū)域分析等來分析被探測的物體的溫度細(xì)節(jié)，對觸摸屏實時各種手勢或點擊觸摸屏上所顯示的功能按鍵，例如，按鍵界面上具有上、下、左、右、確認(rèn)、退出等功能按鍵，這些動作通過LCD觸摸屏電路發(fā)送給數(shù)字信號處理器，數(shù)字信號處理器根據(jù)這些動作來處理LCD觸摸屏電路中的數(shù)據(jù)，從而通過觸摸屏來觀察和分析被探測物體；LCD觸摸屏可以采用3.5寸彩色觸摸屏。需要說明的是，LCD觸摸屏電路還連接有按鍵電路，按鍵電路連接有按鍵，通過按鍵輸入來向DSP數(shù)字信號處理電路發(fā)送處理動作。同時，通過觸摸屏選擇需要發(fā)送給遠(yuǎn)程管理服務(wù)器的紅外圖像，DSP數(shù)字信號處理器通過無線通信電路將所選擇的紅外圖像發(fā)送給遠(yuǎn)程管理服務(wù)器。

DSP數(shù)字信號處理器還連接有報警電路，當(dāng)通過觸摸屏分析得到待觀測武器的最高溫度點和最低溫度點超過所設(shè)定的溫度閾值時，則DSP數(shù)字信號處理器控制報警電路發(fā)出警報。

DSP數(shù)字信號處理器還連接有語音備忘電路，通過語音備忘電路向DSP數(shù)字信號處理器輸入語音數(shù)據(jù)，DSP數(shù)字信號處理器將該語音數(shù)據(jù)插入在DSP數(shù)字信號處理器中的幀頻數(shù)據(jù)中。DSP數(shù)字信號處理器通過SPI接口電路與所述語音備忘電路相電連。這里，DSP數(shù)字信號處理器的核心芯片采用WT588C16系列芯片，內(nèi)置16Mbit內(nèi)存。同時，DSP數(shù)字信號處理器可以通過SPI接口電路與語音備忘電路相電連來進(jìn)行通信，例如，為用戶錄制一段語音以備忘某一時刻某張紅外圖片或視頻，DSP數(shù)字信號處理器將插入有語音數(shù)據(jù)的幀頻數(shù)據(jù)輸出給FPGA可編程門電路，通過數(shù)據(jù)傳輸接口電路傳輸?shù)酵饨纾缤饨绲碾娔X上，可以使用戶了解到該紅外圖片或視頻的相關(guān)信息比如時間、地點或該圖片上的物體出現(xiàn)的問題等。

電源電路為紅外熱傳感器、ADC、FPGA可編程門電路、USB3.0接口電路、DDR緩存電路、DSP數(shù)字信號處理器、觸摸屏電路、北斗衛(wèi)星定位電路、無線通信電路、語音備忘電路、觸摸屏電路等提供正常工作的電源。

需要說明的是，上述的模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)為模數(shù)轉(zhuǎn)換電路芯片及其外圍電路構(gòu)成、FPGA可編程門電路為可編程邏輯電路芯片及其外圍電路構(gòu)成、DSP數(shù)字信號處理器為數(shù)字信號處理電路芯片及其外圍電路構(gòu)成。

本發(fā)明還提供了一種巡線系統(tǒng)，請參閱圖2，包括：上述的基于北斗的紅外巡線設(shè)備，與紅外巡線設(shè)備相連的遠(yuǎn)程管理服務(wù)器，以及與遠(yuǎn)程管理服務(wù)器相連的顯示終端；紅外巡線設(shè)備通過無線通信電路將處理后的數(shù)據(jù)以及北斗衛(wèi)星定位電路所定位的巡線人員的位置信息發(fā)送給遠(yuǎn)程管理服務(wù)器，遠(yuǎn)程管理服務(wù)器將所述處理后的數(shù)據(jù)和所述巡線人員的位置信息發(fā)送給顯示終端，用戶可以通過顯示終端采用WEB方式訪問遠(yuǎn)程管理服務(wù)器，獲取紅外圖像等巡線數(shù)據(jù)和巡線人員的坐標(biāo)信息。

雖然本實用新型已以較佳實施例揭示如上，然所述實施例僅為了便于說明而舉例而已，并非用以限定本實用新型，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不脫離本實用新型精神和范圍的前提下可作若干的更動與潤飾，本實用新型所主張的保護(hù)范圍應(yīng)以權(quán)利要求書所述為準(zhǔn)。