電力環(huán)境在線監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種電力環(huán)境在線監(jiān)控系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)采集終端、GPRS無線通信模塊、基站和本地服務(wù)器，所述的數(shù)據(jù)采集終端與所述CPRS無線通信模塊連接，所述的CPRS無線通信模塊通過所述基站與所述本地服務(wù)器連接，數(shù)據(jù)采集終端將所采集的環(huán)境狀態(tài)量通過GPRS無線通信模塊與本地服務(wù)器進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，本地服務(wù)器對數(shù)據(jù)采集終端進(jìn)行調(diào)控。本發(fā)明可對電線路設(shè)備的現(xiàn)場狀況進(jìn)行監(jiān)控，無需工作人員現(xiàn)場巡視，縮短了獲取輸電線路設(shè)備現(xiàn)場狀況的時間周期，節(jié)約成本，安裝方便、易維護(hù)。
【專利說明】電力環(huán)境在線監(jiān)控系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種監(jiān)測系統(tǒng)，特別是一種電力環(huán)境在線監(jiān)控系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002] 輸電線路是電力系統(tǒng)的重要組成部分，由于其長期暴露在自然環(huán)境中，不僅要承 受正常機(jī)械載荷和電力負(fù)荷的內(nèi)部壓力，還要經(jīng)受污穢、雷擊、強(qiáng)風(fēng)、洪水、滑坡、沉陷、地震 和鳥害等外界因素的侵害。上述因素會促使線路上各元件老化、疲勞，如不及時發(fā)現(xiàn)和消除 隱患則可能發(fā)展成各種故障甚至事故，對電力系統(tǒng)的安全和穩(wěn)定構(gòu)成威脅。輸電線路巡檢， 是有效保證輸電線路及其設(shè)備安全的一項(xiàng)基礎(chǔ)工作，通過巡視檢查能掌握線路運(yùn)行狀況及 周圍環(huán)境的變化，發(fā)現(xiàn)設(shè)備缺陷和危及線路安全的隱患，提出具體檢修意見，以便及時消除 缺陷、預(yù)防事故發(fā)生或?qū)⑹鹿氏拗圃谧钚》秶鷥?nèi)，從而保證輸電線路安全和電力系統(tǒng)穩(wěn)定， 達(dá)到電力系統(tǒng)"安全、經(jīng)濟(jì)、多供、少損"的運(yùn)行目標(biāo)。
[0003] 但多年以來，輸電線路的巡視檢查工作仍然停留在傳統(tǒng)的"被動響應(yīng)"層面，S卩：線 路管理人員往往通過間接、延遲的方式（如：人員到位巡視、護(hù)線員通報等），才能獲輸電線 路設(shè)備的現(xiàn)場狀況，從而在一些特發(fā)情況下（如：低溫覆冰、突發(fā)山火等）無法對輸電線路 設(shè)備采取及時的應(yīng)急措施。而這種對輸電線路設(shè)備運(yùn)行隱患的"后知后覺"積累到一定程 度，會引發(fā)一系列后果嚴(yán)重的生產(chǎn)安全事故，如：跳閘、斷線，甚至是倒塔。即使在某些試點(diǎn) 輸電線路區(qū)段，雖然采用了多種監(jiān)測機(jī)制（如：覆冰監(jiān)測、雷電監(jiān)測等），但由于缺乏"能有 效利用監(jiān)控信息、直接作用于生產(chǎn)計(jì)劃與任務(wù)工單"的軟件系統(tǒng)與配套機(jī)制，使得絕大多數(shù) 的監(jiān)測機(jī)制都沒有發(fā)揮出應(yīng)有的作用，并沒有改善輸電線路管理的現(xiàn)狀。
[0004] 如何有效利用各種綜合性技術(shù)，盡可能縮短獲取輸電線路設(shè)備現(xiàn)場狀況的時間周 期，并使之能直接作用于生產(chǎn)計(jì)劃與任務(wù)工單，是當(dāng)前輸電線路巡視檢查工作中迫切需要 解決的重大問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的為了解決上述問題，提供了一種電力環(huán)境在線監(jiān)控系統(tǒng)，工作人員 通過觀察輸電線路設(shè)備現(xiàn)場的視頻圖像，即可獲取輸電線路設(shè)備的現(xiàn)場狀況，縮短了獲取 輸電線路設(shè)備現(xiàn)場狀況的時間周期。
[0006] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：包括數(shù)據(jù)采集終端、GPRS無線通信 模塊、基站和本地服務(wù)器；
[0007] 所述的數(shù)據(jù)采集終端與所述CPRS無線通信模塊連接，所述的CPRS無線通信模塊 通過所述基站與所述本地服務(wù)器連接，所述基站通過TCP/IP協(xié)議構(gòu)建了數(shù)據(jù)傳輸鏈路，實(shí) 現(xiàn)數(shù)據(jù)采集終端采集的數(shù)據(jù)回傳到本地服務(wù)器，本地服務(wù)器后臺程序?qū)貍鞯臄?shù)據(jù)進(jìn)行解 析和展示，實(shí)現(xiàn)對電力輸電線路設(shè)備的現(xiàn)場狀況進(jìn)行監(jiān)控，本地服務(wù)器后臺系統(tǒng)通過TCP/ IP協(xié)議鏈路可向數(shù)據(jù)采集終端發(fā)出控制指令；
[0008] 所述的數(shù)據(jù)采集終端包括主控模塊、電源供給系統(tǒng)、環(huán)境狀態(tài)傳感器、視頻采集傳 感器和其他擴(kuò)展傳感器，所述電源供給系統(tǒng)與所述主控模塊連接，所述主控模塊還分別與 環(huán)境狀態(tài)傳感器、視頻采集傳感器和其他擴(kuò)展傳感器連接。
[0009] 優(yōu)選的，所述基站為移動基站。
[0010] 優(yōu)選的，所述電源供給系統(tǒng)由太陽能面板加蓄電池合成的電能供給系統(tǒng)。
[0011] 優(yōu)選的，所述主控模塊包括電源穩(wěn)壓模塊、電源受控模塊、主控制器、GPRS模塊、視 頻處理模塊和轉(zhuǎn)化隔離采樣電路。
[0012] 所述電源穩(wěn)壓模塊、電源受控模塊與主控制器連接，所述主控制器分別與CPRS模 塊、視頻處理模塊和轉(zhuǎn)化隔離采樣電路相連接，所述GPRS模塊通過GSM網(wǎng)絡(luò)與服務(wù)器通訊， 所述視頻處理模塊外接攝像頭，所述轉(zhuǎn)化隔離采樣電路外接環(huán)境傳感器。
[0013] 優(yōu)選的，所述環(huán)境狀態(tài)采集傳感器包括風(fēng)速儀、風(fēng)向儀、雨量計(jì)和溫、濕度傳感器。
[0014] 優(yōu)選的，所述視頻采集傳感器主要由一組攝像頭組成，分別用于采集不同方向上 的視頻數(shù)據(jù)。
[0015] 優(yōu)選的，所述其他擴(kuò)展傳感器為通過CAN總線與數(shù)據(jù)采集終端連接的外部擴(kuò)展傳 感器。
[0016] 本發(fā)明具有以下有益效果：本技術(shù)方案中的數(shù)據(jù)采集終端可對電線路設(shè)備的現(xiàn)場 狀況進(jìn)行監(jiān)控，無需工作人員到現(xiàn)場巡查，可更快獲取現(xiàn)場狀況的信息，縮短了獲取輸電線 路設(shè)備現(xiàn)場狀況的時間周期，節(jié)約成本，安裝方便、易維護(hù)，該數(shù)據(jù)采集終端的電源供給系 統(tǒng)是由太陽能和蓄電池組合成的電能供給系統(tǒng)，低能耗，電源系統(tǒng)使用壽命長。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017] 為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn) 有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本 發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可 以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0018] 圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0019] 下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完 整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；?本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他 實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0020] 如圖1所示，一種電力環(huán)境在線監(jiān)控系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)采集終端1、GPRS無線通信模 塊4、基站3和本地服務(wù)器2 ;
[0021] 所述的數(shù)據(jù)采集終端1與所述CPRS無線通信模塊4連接，所述的CPRS無線通信 模塊4通過所述基站3與所述本地服務(wù)器2連接，數(shù)據(jù)采集終端1將所采集的環(huán)境狀態(tài)量 通過GPRS無線通信模塊4與本地服務(wù)器2進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，本地服務(wù)器2對數(shù)據(jù)采集終端1 設(shè)置、配置、控制及數(shù)據(jù)采集終端的控制軟件進(jìn)行遠(yuǎn)程升降等，數(shù)據(jù)采集終端1實(shí)現(xiàn)實(shí)時的 狀態(tài)量米集。
[0022] 所述的數(shù)據(jù)采集終端1包括主控模塊11、電源供給系統(tǒng)12、環(huán)境狀態(tài)傳感器13、視 頻采集傳感器14和其他擴(kuò)展傳感器15,所述電源供給系統(tǒng)12與所述主控模塊11連接，所 述主控模塊11還分別與環(huán)境狀態(tài)傳感器13、視頻采集傳感器14和其他擴(kuò)展傳感器15連 接，上述的各個模塊分別完成電源供給、核心控制及數(shù)據(jù)交互、數(shù)據(jù)采集等相關(guān)工作。
[0023] 所述基站為移動基站，數(shù)據(jù)采集終端、移動基站、移動服務(wù)器、本地服務(wù)器間通過 TCP/IP協(xié)議構(gòu)建了數(shù)據(jù)傳輸鏈路，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集終端采集的數(shù)據(jù)回傳到本地服務(wù)器，本地 服務(wù)器后臺程序?qū)貍鞯臄?shù)據(jù)進(jìn)行解析和展示，實(shí)現(xiàn)對電力輸電線路設(shè)備的現(xiàn)場狀況進(jìn)行 監(jiān)控，本地服務(wù)器后臺系統(tǒng)通過TCP/IP協(xié)議鏈路可向數(shù)據(jù)采集終端發(fā)出控制指令，達(dá)到對 數(shù)據(jù)采集終端進(jìn)行調(diào)試升級目的。
[0024] 電源供給系統(tǒng)12是由太陽能加蓄電池組合的電能供給系統(tǒng)。為了提高系統(tǒng)的待 電時間，選用大容量的膠體電池作為主要供電源，該類型的電池還具有一個顯著優(yōu)點(diǎn)：壽命 高，一般正常使用能達(dá)到6-7年，從而減少了后期的維護(hù)工作，電源供給系統(tǒng)12還包括一個 太陽能控制器，太陽能控制器用于控制電池的充電電流，從而使電池的壽命增長，有效的解 決了因太陽能面板輸出的電能波動對電池充電的影響。
[0025] 主控模塊11包括電源穩(wěn)壓模塊、電源受控模塊、主控制器、GPRS模塊、視頻處理模 塊和轉(zhuǎn)化隔離采樣電路。所述電源穩(wěn)壓模塊、電源受控模塊與主控制器連接，主控制器對電 源進(jìn)行控制，其還可以根據(jù)需要，單獨(dú)控制各去路的電源供給，從而使系統(tǒng)更易于實(shí)際低功 耗，所述主控制器分別與CPRS模塊、視頻處理模塊和轉(zhuǎn)化隔離采樣電路相連接，所述GPRS 模塊通過GSM網(wǎng)絡(luò)與服務(wù)器通訊，所述視頻處理模塊外接攝像頭，所述轉(zhuǎn)化隔離采樣電路 外接環(huán)境傳感器，主控模塊11是數(shù)據(jù)采集終端的核心，它是一個高速、低耗的ARM7 CPU，它 的主要工作有：智能控制外部各個支路（主要提供給外部傳感器）的電源供給、完成數(shù)據(jù)外 部傳感器的數(shù)據(jù)收集及轉(zhuǎn)換、完成與遠(yuǎn)程服務(wù)器間的數(shù)據(jù)交互及提供相關(guān)的控制和自檢模 式，監(jiān)控各個部件的健康狀態(tài)，記錄故障代碼，為后期維護(hù)提供有效的依據(jù)。
[0026] 環(huán)境狀態(tài)采集傳感器主要由風(fēng)速儀、風(fēng)向儀、雨量儀和溫、濕度傳感器組成，而有 些狀態(tài)量的傳感器，為了提高準(zhǔn)確性及減少后期的維護(hù)工作，綜合成本考慮，一般掛接有2 個相同的傳感器，而這兩個傳感器工作在"兵乓"模式，即：如果主控制器檢測到某一個傳感 器的彩金數(shù)據(jù)異常時，將啟動另一個傳感器進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，該應(yīng)用可以將某個狀態(tài)量的采 集因傳感器發(fā)生故障后，依然有備用的進(jìn)行接替工作，不需要維護(hù)人員大老遠(yuǎn)的來更換。
[0027] 視頻采集傳感器主要由一組攝像頭組成，分別用于采集不同方向上的視頻數(shù)據(jù)， 系統(tǒng)最大能支持5個通道的輸入，S卩：可同時接入5個攝像頭。
[0028] 為了今后擴(kuò)展，在數(shù)據(jù)采集終端上保留了擴(kuò)展接口，通過汽車上用的CAN總線實(shí) 際外部擴(kuò)展傳感器與數(shù)據(jù)采集終端的連接，同一個CAN總線上可以同時掛拉幾十到上百個 CAN終端設(shè)備，CAN部線具有以下優(yōu)點(diǎn)：抗干擾、易擴(kuò)展性、布線簡易（雙絞線）等。
[0029] 以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精 神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種電力環(huán)境在線監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于：包括數(shù)據(jù)采集終端、GPRS無線通信模塊、 基站和本地服務(wù)器； 所述的數(shù)據(jù)采集終端與所述CPRS無線通信模塊連接，所述的CPRS無線通信模塊通過 所述基站與所述本地服務(wù)器連接，所述基站通過TCP/IP協(xié)議構(gòu)建了數(shù)據(jù)傳輸鏈路，實(shí)現(xiàn)數(shù) 據(jù)采集終端采集的數(shù)據(jù)回傳到本地服務(wù)器，本地服務(wù)器后臺程序?qū)貍鞯臄?shù)據(jù)進(jìn)行解析和 展示，實(shí)現(xiàn)對電力輸電線路設(shè)備的現(xiàn)場狀況進(jìn)行監(jiān)控，本地服務(wù)器后臺系統(tǒng)通過TCP/IP協(xié) 議鏈路可向數(shù)據(jù)采集終端發(fā)出控制指令； 所述的數(shù)據(jù)采集終端包括主控模塊、電源供給系統(tǒng)、環(huán)境狀態(tài)傳感器、視頻采集傳感器 和其他擴(kuò)展傳感器，所述電源供給系統(tǒng)與所述主控模塊連接，所述主控模塊還分別與環(huán)境 狀態(tài)傳感器、視頻采集傳感器和其他擴(kuò)展傳感器連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力環(huán)境在線監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于：所述基站為移動基站。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力環(huán)境在線監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于：所述電源供給系統(tǒng)由 太陽能面板加蓄電池合成的電能供給系統(tǒng)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力環(huán)境在線監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于：所述主控模塊包括電 源穩(wěn)壓模塊、電源受控模塊、主控制器、GPRS模塊、視頻處理模塊和轉(zhuǎn)化隔離采樣電路； 所述電源穩(wěn)壓模塊、電源受控模塊與主控制器連接，所述主控制器分別與CPRS模塊、 視頻處理模塊和轉(zhuǎn)化隔離采樣電路相連接，所述GPRS模塊通過GSM網(wǎng)絡(luò)與服務(wù)器通訊，所 述視頻處理模塊外接攝像頭，所述轉(zhuǎn)化隔離采樣電路外接環(huán)境傳感器。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力環(huán)境在線監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于：所述環(huán)境狀態(tài)采集傳 感器包括風(fēng)速儀、風(fēng)向儀、雨量計(jì)和溫、濕度傳感器。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力環(huán)境在線監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于：所述視頻采集傳感器 主要由一組攝像頭組成，分別用于采集不同方向上的視頻數(shù)據(jù)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力環(huán)境在線監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于：所述其他擴(kuò)展傳感器 為通過CAN總線與數(shù)據(jù)采集終端連接的外部擴(kuò)展傳感器。
【文檔編號】H02J13/00GK104143858SQ201410360362
【公開日】2014年11月12日 申請日期:2014年7月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月25日
【發(fā)明者】覃平, 黃榮海, 黃煒, 李捷, 劉相槍, 賴江, 羅永善, 王元軍, 陳鵬康, 劉寶龍, 侯俊, 祝世登, 陸文叁, 李昌甫 申請人:中國南方電網(wǎng)有限責(zé)任公司超高壓輸電公司南寧局, 廣西南寧慧圖信息技術(shù)有限公司