輸電線路防外力入侵監(jiān)測(cè)和預(yù)警系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種輸電線路防外力入侵監(jiān)測(cè)和預(yù)警系統(tǒng)，系統(tǒng)包括硬件系統(tǒng)和監(jiān)控中心兩部分，硬件系統(tǒng)中的精密微波雷達(dá)采集輸電線路外力入侵信號(hào)，固定攝像機(jī)采集監(jiān)測(cè)區(qū)域的視頻圖像信號(hào)，所得信號(hào)通過無線通信模塊發(fā)送到監(jiān)控中心的計(jì)算機(jī)，經(jīng)監(jiān)控軟件處理后，如有外力入侵，則監(jiān)控中心發(fā)送指令使聲光報(bào)警器工作；同時(shí)通過短信或彩信方式告知監(jiān)控人員，監(jiān)控人員在監(jiān)控中心喊話，通過喊話喇叭輸出，提醒其離開危險(xiǎn)區(qū)域。本實(shí)用新型的顯著特點(diǎn)是可以實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)輸電線路的外力入侵，工作穩(wěn)定、檢測(cè)快速、準(zhǔn)確。
【專利說明】輸電線路防外力入侵監(jiān)測(cè)和預(yù)警系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于無線遠(yuǎn)程監(jiān)控【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種輸電線路防外力破壞入侵監(jiān)測(cè)和預(yù)警系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]輸電線路延綿數(shù)千里，線路走廊地形復(fù)雜、多變，經(jīng)常會(huì)由于外力的入侵而遭到破壞，例如吊車碰線、違章施工、異物短路、盜竊等。這些外力的入侵輕則造成大面積停電，重則導(dǎo)致人員傷亡。因此進(jìn)行輸電線路防外力入侵監(jiān)測(cè)和預(yù)警意義重大。
[0003]現(xiàn)有的輸電線路防外力入侵監(jiān)控產(chǎn)品大都局限于監(jiān)測(cè)某一種外力的入侵，并沒有對(duì)輸電線路進(jìn)行全方位的保護(hù)。此外，這些產(chǎn)品大都在外力破壞發(fā)生之后才進(jìn)行報(bào)警，只能重復(fù)傻瓜式的喇叭喊話，后臺(tái)無法通過無線網(wǎng)絡(luò)對(duì)前段喊話警告；傳統(tǒng)的微波或紅外報(bào)警容易受環(huán)境因素干擾，不能有效預(yù)防這種破壞的發(fā)生。因此，當(dāng)前的輸電線路防外力入侵監(jiān)控產(chǎn)品有很大的局限性，遠(yuǎn)不能滿足實(shí)際應(yīng)用的需求。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型為了解決上述輸電線路防外力入侵產(chǎn)品的局限性，提供一種輸電線路防外力入侵監(jiān)測(cè)和預(yù)警系統(tǒng)。該系統(tǒng)構(gòu)建無線自組網(wǎng)結(jié)合智能圖像分析，采用精密雷達(dá)、防盜傳感器等實(shí)現(xiàn)外力入侵的聲光報(bào)警、喇叭喊話、聯(lián)動(dòng)視頻監(jiān)控等，全方位防止外力入侵對(duì)輸電線路的破壞。
[0005]本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案:
[0006]輸電線路防外力入侵監(jiān)測(cè)和預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于:系統(tǒng)包括硬件系統(tǒng)和監(jiān)控中心兩部分，其中:硬件系統(tǒng)包括精密微波雷達(dá)、8個(gè)防盜傳感器、聲光報(bào)警器、喊話喇叭、快球形攝像機(jī)、數(shù)據(jù)處理器、固定攝像機(jī)、智能圖像分析板卡、發(fā)射端主處理器單元、接收端主處理器單元、A無線通信模塊、B無線通信模塊、A供電系統(tǒng)、B供電系統(tǒng)、A機(jī)箱和B機(jī)箱，硬件系統(tǒng)安裝在輸電線路走廊兩邊的A桿塔和B桿塔上；監(jiān)控中心包括安裝有監(jiān)控軟件的計(jì)算機(jī)；所述的精密微波雷達(dá)采集輸電線路外力入侵信號(hào)，固定攝像機(jī)采集監(jiān)測(cè)區(qū)域的視頻圖像信號(hào)，前述所得兩種信號(hào)分別通過A無線通信模塊、B無線通信模塊發(fā)送到監(jiān)控中心的計(jì)算機(jī)，經(jīng)監(jiān)控軟件處理后，如有外力入侵，則發(fā)送指令給接收端主處理單元，即刻開啟快球形攝像機(jī)捕捉現(xiàn)場(chǎng)狀態(tài)，并通過通B無線信模塊將視頻資料傳輸回監(jiān)控中心，監(jiān)控中心發(fā)送指令使聲光報(bào)警器工作；同時(shí)通過短信或彩信方式告知監(jiān)控人員，監(jiān)控人員在監(jiān)控中心喊話，聲音通過監(jiān)控軟件處理轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，傳輸至B無線通信模塊，并將音頻數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給接收端主處理單元轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)通過喊話喇叭輸出，提醒其離開危險(xiǎn)區(qū)域。
[0007]所述的精密微波雷達(dá)工作在K波段，精密微波雷達(dá)的發(fā)射器和接收器分別安裝于輸電線路走廊兩邊的A桿塔和B桿塔上。
[0008]所述的防盜傳感器分為2組，每組4個(gè)，分別均勻環(huán)繞安裝在輸電線路走廊兩邊的A桿塔和B桿塔的外側(cè)，位于下半部。[0009]所述的發(fā)射端主處理器單元、A無線通信模塊、A供電系統(tǒng)和A機(jī)箱安裝在A桿塔上，A供電系統(tǒng)為精密微波雷達(dá)的發(fā)射器、安裝在A桿塔上的防盜傳感器、發(fā)射端主處理器單元及A無線通信模塊供電。
[0010]所述的聲光報(bào)警器、快球形攝像機(jī)、固定攝像機(jī)、智能圖像分析板卡、喊話喇叭、數(shù)據(jù)處理器、B無線通信模塊、B供電系統(tǒng)和B機(jī)箱安裝在B桿塔上，B供電系統(tǒng)為精密微波雷達(dá)接收器、安裝在B桿塔上的防盜傳感器、接收端主處理器單元、聲光報(bào)警器、快球形攝像機(jī)、固定攝像機(jī)、智能圖像分析板卡、喊話喇叭、數(shù)據(jù)處理器及B無線通信模塊供電。
[0011]所述的防盜傳感器為紅外、微波、智能三鑒探測(cè)器。
[0012]所述的供電系統(tǒng)為風(fēng)、光互補(bǔ)供電系統(tǒng)，由風(fēng)力發(fā)電機(jī)、光伏電池、互補(bǔ)控制器、智能電源管理模塊、膠體蓄電池組成。
[0013]所述硬件系統(tǒng)的各個(gè)組件采用自適應(yīng)卡具進(jìn)行安裝。
[0014]本實(shí)用新型的顯著特點(diǎn)是可以實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)輸電線路的外力入侵，工作穩(wěn)定、檢測(cè)快速、準(zhǔn)確。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為本實(shí)用新型的原理框圖；
[0016]圖2為本實(shí)用新型的安裝示意圖；
[0017]圖3為本實(shí)用新型中監(jiān)測(cè)和預(yù)警防盜傳感器警戒俯視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]以下結(jié)合附圖并列舉實(shí)施例介紹本實(shí)用新型詳細(xì)技術(shù)方案:
[0019]如圖1-2所示，本實(shí)用新型輸電線路防外力入侵監(jiān)測(cè)和預(yù)警系統(tǒng)包括硬件系統(tǒng)和監(jiān)控中心兩部分，其中:硬件系統(tǒng)包括精密微波雷達(dá)、8個(gè)防盜傳感器、聲光報(bào)警器、喊話喇口八、快球形攝像機(jī)、數(shù)據(jù)處理器、固定攝像機(jī)、智能圖像分析板卡、發(fā)射端主處理器單元、接收端主處理器單元、A無線通信模塊、B無線通信模塊、A供電系統(tǒng)、B供電系統(tǒng)、A機(jī)箱和B機(jī)箱，硬件系統(tǒng)安裝在輸電線路走廊兩邊的A桿塔和B桿塔上；監(jiān)控中心包括安裝有監(jiān)控軟件的計(jì)算機(jī)；所述的精密微波雷達(dá)采集輸電線路外力入侵信號(hào)，固定攝像機(jī)采集監(jiān)測(cè)區(qū)域的視頻圖像信號(hào)，前述所得兩種信號(hào)分別通過A無線通信模塊、B無線通信模塊發(fā)送到監(jiān)控中心的計(jì)算機(jī)，經(jīng)監(jiān)控軟件處理后，如有外力入侵，則發(fā)送指令給接收端主處理單元，即刻開啟快球形攝像機(jī)捕捉現(xiàn)場(chǎng)狀態(tài)，并通過通B無線信模塊將視頻資料傳輸回監(jiān)控中心，監(jiān)控中心發(fā)送指令使聲光報(bào)警器工作，同時(shí)通過短信或彩信方式告知監(jiān)控人員，監(jiān)控人員在監(jiān)控中心喊話，聲音通過監(jiān)控軟件處理轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，傳輸至B無線通信模塊，并將音頻數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給接收端主處理單元轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)通過喊話喇叭輸出，提醒其離開危險(xiǎn)區(qū)域。
[0020]所述的精密微波雷達(dá)工作在K波段，精密微波雷達(dá)的發(fā)射器和接收器分別安裝于輸電線路走廊兩邊的A桿塔和B桿塔上；所述的防盜傳感器分為2組，每組4個(gè)，分別均勻環(huán)繞安裝在輸電線路走廊兩邊的A桿塔和B桿塔的外側(cè)，位于下半部；所述的聲光報(bào)警器、快球形攝像機(jī)、固定攝像機(jī)、喊話喇叭安裝在B桿塔上；所述的2個(gè)機(jī)箱分別安裝在輸電線路走廊兩邊A桿塔和B桿塔的中上部；所述的發(fā)射端主處理器單元、接收端主處理器單元分別安裝在所述2個(gè)機(jī)箱中；所述的2個(gè)無線通信模塊分別安裝在所述的2個(gè)機(jī)箱中，；所述的2個(gè)供電系統(tǒng)分別安裝在所述的2個(gè)機(jī)箱中，為硬件系統(tǒng)供電。
[0021]所述的防盜傳感器為紅外、微波、智能三鑒探測(cè)器；所述的無線通信模塊的工作頻率為433MHz ;所述的供電系統(tǒng)為風(fēng)、光互補(bǔ)供電系統(tǒng)，由風(fēng)力發(fā)電機(jī)、光伏電池、互補(bǔ)控制器、智能電源管理模塊、膠體蓄電池組成。
[0022]硬件系統(tǒng)的功能是進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控、預(yù)警、信號(hào)處理和信號(hào)傳送；監(jiān)控中心的功能是接收硬件系統(tǒng)發(fā)送的監(jiān)測(cè)信號(hào)、實(shí)時(shí)視頻信號(hào)，并實(shí)現(xiàn)控制、錄像存儲(chǔ)、錄像回放、遠(yuǎn)程設(shè)備管理、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等功能。
[0023]A桿塔和B桿塔分別安裝的精密雷達(dá)發(fā)射器和精密雷達(dá)接收器共同組成了 一個(gè)遠(yuǎn)距離、寬范圍的立體監(jiān)控空間，利用雙微波(MRD-PLUS )運(yùn)動(dòng)狀態(tài)識(shí)別技術(shù)、尖端的相控雷達(dá)對(duì)入侵目標(biāo)的形體、相對(duì)位移速度進(jìn)行檢測(cè)及識(shí)別。無外力入侵時(shí)，系統(tǒng)處于穩(wěn)定的監(jiān)測(cè)狀態(tài)；一旦有可疑人員或物體進(jìn)入警戒區(qū)域，系統(tǒng)隨即將監(jiān)測(cè)到的信號(hào)傳輸給監(jiān)控中心的計(jì)算機(jī)，由監(jiān)控軟件處理后發(fā)送控制指令進(jìn)行聲光報(bào)警，起到震懾其離開或警示的作用，同時(shí)開啟高速球機(jī)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)狀況進(jìn)行采集，并將該視頻信息通過視頻服務(wù)器傳回監(jiān)控中心供監(jiān)控人員查看，以便做出相應(yīng)的處理。該系統(tǒng)能完全識(shí)別出樹木、衣物等懸掛物的晃動(dòng)等干擾源，可抗大風(fēng)大雨、大雪、風(fēng)沙等干擾，杜絕誤報(bào)。
[0024]安裝在A桿塔上的無線通信模塊通過433MHz頻段無線組網(wǎng)方式與安裝在B桿塔上的無線通信模塊實(shí)現(xiàn)通信，安裝在B桿塔上的無線通信模塊通過全球移動(dòng)通訊系統(tǒng)(GSM)/第三代移動(dòng)通信技術(shù)(3G)/無線網(wǎng)格網(wǎng)(MESH)網(wǎng)絡(luò)與監(jiān)控中心實(shí)現(xiàn)通信。
[0025]如果有吊車或其它異物進(jìn)入該區(qū)域便會(huì)打破該區(qū)域的穩(wěn)定狀態(tài)，精密雷達(dá)接收器將這個(gè)變化轉(zhuǎn)變成報(bào)警信號(hào)傳送給安裝在B桿塔上的的接收端主處理器單元，接收端主處理器單元收到報(bào)警信號(hào)后通過GSM/3G/MESH網(wǎng)絡(luò)將其傳送至監(jiān)控中心，同時(shí)開啟聲光報(bào)警實(shí)現(xiàn)警示，開啟快球形攝像機(jī)將鏡頭轉(zhuǎn)至告警現(xiàn)場(chǎng)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)錄像，并將圖像信息傳回監(jiān)控中心，以便作出相應(yīng)措施。該線路監(jiān)控功能的特征在于警戒區(qū)域是一個(gè)遠(yuǎn)距離、寬范圍的立體空間，可在外力對(duì)線路破壞之前提供報(bào)警，并利用聲光報(bào)警器實(shí)現(xiàn)預(yù)警，監(jiān)控中心實(shí)時(shí)監(jiān)控桿塔現(xiàn)場(chǎng)，并自動(dòng)喊話:“高壓危險(xiǎn)請(qǐng)勿靠近”，提醒其離開，將事故扼殺在搖籃里，真正做到防范于未然。
[0026]本實(shí)用新型在雙微波(MRD-PLUS)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)識(shí)別技術(shù)的前提下增加智能圖像分析技術(shù)，通過紅外高清攝像機(jī)固定監(jiān)測(cè)輸電線路導(dǎo)線，在攝像機(jī)可視范圍內(nèi)框選導(dǎo)線監(jiān)測(cè)外力破壞區(qū)域，當(dāng)有異物進(jìn)入此區(qū)域系統(tǒng)通過對(duì)圖像比對(duì)分析采取相應(yīng)的措施，采用雷達(dá)加智能圖像分析這兩項(xiàng)技術(shù)結(jié)合全天候的對(duì)導(dǎo)線進(jìn)行監(jiān)測(cè)有效的防范了誤報(bào)及漏報(bào)的現(xiàn)象的發(fā)生。
[0027]供電系統(tǒng)的膠體蓄電池、風(fēng)力發(fā)電機(jī)或太陽能板將采集的風(fēng)能或光能轉(zhuǎn)化為電能通過電纜分別連接至風(fēng)光互補(bǔ)智能電源控制器、風(fēng)光互補(bǔ)智能電源控制器能同時(shí)控制風(fēng)力發(fā)電機(jī)和太陽能電池對(duì)蓄電池進(jìn)行充、放電，充電時(shí)采用高分辨率的脈寬調(diào)制(PWM)方式對(duì)蓄電池進(jìn)行限壓、限流充電，有效延長(zhǎng)蓄電池壽命。供電系統(tǒng)由于受時(shí)間和地域的約束，很難全天候利用太陽能和風(fēng)能資源，而太陽能與風(fēng)能在時(shí)間上和地域上都有很強(qiáng)的互補(bǔ)性，白天光照強(qiáng)時(shí)風(fēng)小，夜間光照弱時(shí)，風(fēng)能由于地表溫差變化大而增強(qiáng)。因此太陽能和風(fēng)能在時(shí)間上的互補(bǔ)性是風(fēng)光互補(bǔ)供電系統(tǒng)在資源利用上的最佳匹配。
【權(quán)利要求】
1.輸電線路防外力入侵監(jiān)測(cè)和預(yù)警系統(tǒng)，包括硬件系統(tǒng)與監(jiān)控中心兩部分，其特征在于:硬件系統(tǒng)包括精密微波雷達(dá)、防盜傳感器、聲光報(bào)警器、喊話喇叭、快球形攝像機(jī)、數(shù)據(jù)處理器、固定攝像機(jī)、智能圖像分析板卡、發(fā)射端主處理器單元、接收端主處理器單元、A無線通信模塊、B無線通信模塊、A供電系統(tǒng)、B供電系統(tǒng)、A機(jī)箱和B機(jī)箱，硬件系統(tǒng)安裝在輸電線路走廊兩邊的A桿塔和B桿塔上；監(jiān)控中心由計(jì)算機(jī)和監(jiān)控軟件組成，監(jiān)控軟件安裝在計(jì)算機(jī)上；所述的精密微波雷達(dá)采集輸電線路外力入侵信號(hào)，固定攝像機(jī)采集監(jiān)測(cè)區(qū)域的視頻圖像信號(hào)，前述所得兩種信號(hào)分別通過A無線通信模塊、B無線通信模塊發(fā)送到監(jiān)控中心的計(jì)算機(jī)，經(jīng)監(jiān)控軟件處理后發(fā)送指令給接收端主處理單元，即刻開啟快球形攝像機(jī)捕捉現(xiàn)場(chǎng)狀態(tài)，并通過通B無線信模塊將視頻資料傳輸回監(jiān)控中心，監(jiān)控中心發(fā)送指令使聲光報(bào)警器工作；同時(shí)通過短信或彩信方式告知監(jiān)控人員，監(jiān)控人員在監(jiān)控中心喊話，聲音通過監(jiān)控軟件處理轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，傳輸至B無線通信模塊，并將音頻數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給接收端主處理單元轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)通過喊話喇叭輸出，提醒其離開危險(xiǎn)區(qū)域； 所述的精密微波雷達(dá)工作在K波段，精密微波雷達(dá)的發(fā)射器和接收器分別安裝于輸電線路走廊兩邊的A桿塔和B桿塔上； 所述的防盜傳感器分為兩組，分別均勻環(huán)繞安裝在輸電線路走廊兩邊的A桿塔和B桿塔的外側(cè)，位于下半部； 所述的發(fā)射端主處理器單元、A無線通信模塊、A供電系統(tǒng)和A機(jī)箱安裝在A桿塔上，A供電系統(tǒng)為精密微波雷達(dá)的發(fā)射器、安裝在A桿塔上的防盜傳感器、發(fā)射端主處理器單元及A無線通信模塊供電； 所述的聲光報(bào)警器、快球形攝像機(jī)、固定攝像機(jī)、智能圖像分析板卡、喊話喇叭、數(shù)據(jù)處理器、B無線通信模塊、B供電系統(tǒng)和B機(jī)箱安裝在B桿塔上，B供電系統(tǒng)為精密微波雷達(dá)接收器、安裝在B桿塔上的防盜傳感器、接收端主處理器單元、聲光報(bào)警器、快球形攝像機(jī)、固定攝像機(jī)、智能圖像分析板卡、喊話喇叭、數(shù)據(jù)處理器及B無線通信模塊供電。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輸電線路防外力入侵監(jiān)測(cè)和預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于:所述的防盜傳感器為紅外、微波、智能三鑒探測(cè)器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輸電線路防外力入侵監(jiān)測(cè)和預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于:所述的供電系統(tǒng)為風(fēng)、光互補(bǔ)供電系統(tǒng)，由風(fēng)力發(fā)電機(jī)、光伏電池、互補(bǔ)控制器、智能電源管理模塊、膠體蓄電池組成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輸電線路防外力入侵監(jiān)測(cè)和預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于:所述硬件系統(tǒng)的各個(gè)組件采用自適應(yīng)卡具進(jìn)行安裝。
【文檔編號(hào)】G08B25/10GK203535734SQ201320410269
【公開日】2014年4月9日 申請(qǐng)日期:2013年7月11日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月11日
【發(fā)明者】李勇, 張惠生, 高向前, 鄭為民, 張永宏, 關(guān)利平, 王凱武, 謝瑞江, 靳鍵云, 徐健, 付晨智 申請(qǐng)人:國(guó)家電網(wǎng)公司, 山西省電力公司臨汾供電分公司, 北京京電瑞泰科技有限公司