一種gis設(shè)備內(nèi)部視頻監(jiān)測系統(tǒng)及方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種GIS設(shè)備內(nèi)部視頻監(jiān)測系統(tǒng)及方法，其特征在于，包括視頻傳感器、視頻服務(wù)器、智能供電系統(tǒng)和視頻監(jiān)測后臺系統(tǒng)組成。所述視頻傳感器安裝在GIS殼體上用于對GIS內(nèi)部導(dǎo)體的分合狀態(tài)進行實時采集，并把監(jiān)測數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為網(wǎng)絡(luò)數(shù)字信號發(fā)送到遠端視頻監(jiān)測系統(tǒng)進行統(tǒng)一管理。通過本發(fā)明可以實現(xiàn)對GIS內(nèi)部導(dǎo)體的視頻的采集，然后把視頻信號轉(zhuǎn)變?yōu)榫W(wǎng)絡(luò)信號發(fā)送到視頻監(jiān)測后臺系統(tǒng)，實現(xiàn)對GIS隔離開關(guān)觸頭、接地開關(guān)觸頭和快速接地開關(guān)觸頭的分合狀態(tài)的遠程監(jiān)測和集中管理。
【專利說明】一種GIS設(shè)備內(nèi)部視頻監(jiān)測系統(tǒng)及方法
【【技術(shù)領(lǐng)域】】
[0001]本發(fā)明屬于智能電網(wǎng)高壓電器智能在線監(jiān)測設(shè)備【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種GIS設(shè)備內(nèi)部視頻監(jiān)測系統(tǒng)。
【【背景技術(shù)】】
[0002]氣體絕緣金屬封閉組合電器(GIS)是電力系統(tǒng)中的重要組成設(shè)備之一，它是保護電力系統(tǒng)運行安全和控制電力系統(tǒng)電路的重要設(shè)備，因此GIS的運行狀態(tài)關(guān)系到整個電力系統(tǒng)的安全。
[0003]GIS設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜，長期運行過程中由于不可預(yù)見的機械故障或者電氣故障，常造成開關(guān)觸頭的分合指示狀態(tài)與觸頭實際的分合狀態(tài)不相符的情況，或者是分合不到位的情況。由于觸頭封閉在GIS內(nèi)部，不能直接掌握觸頭的實際位置，為GIS設(shè)備的安全運行埋下了隱患。
[0004]為了能夠直接監(jiān)測開關(guān)的分合狀態(tài)，避免GIS運行事故的出現(xiàn)，視頻監(jiān)測作為一種直接而有效的手段走入人們的視線。
【
【發(fā)明內(nèi)容】
】
[0005]本發(fā)明的目的是提供一種GIS內(nèi)部導(dǎo)體的監(jiān)測方法及系統(tǒng)，通過本發(fā)明可以解決有效的解決GIS隔離開關(guān)觸頭、接地開關(guān)觸頭和快速接地開關(guān)觸頭的分合情況的在線監(jiān)測問題。本發(fā)明可以解決視頻傳感器安裝在GIS殼體上的密封和照明的問題，并把視頻信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，實現(xiàn)對開關(guān)設(shè)備殼體內(nèi)部觸頭的視頻的遠程監(jiān)測，為隔離開關(guān)，接地開關(guān)和快速接地開光觸頭位置的監(jiān)測提供了有效的手段。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案是:
[0007]一種GIS設(shè)備內(nèi)部視頻監(jiān)測系統(tǒng)，包括GIS視頻傳感器、智能供電系統(tǒng)、視頻服務(wù)器，以及視頻監(jiān)測后臺系統(tǒng)，其中，GIS視頻傳感器安裝在GIS殼體上用于對GIS內(nèi)部導(dǎo)體的分合狀態(tài)進行實時采集；所述GIS視頻傳感器通過視頻服務(wù)器與視頻監(jiān)測后臺系統(tǒng)連接，所述視頻監(jiān)測后臺系統(tǒng)通過控制智能電源模塊向視頻傳感器供電。
[0008]所述視頻服務(wù)器與視頻監(jiān)測后臺系統(tǒng)之間通過TCP/IP協(xié)議傳輸。
[0009]所述視頻傳感器在電源輸入端和信號輸出端均設(shè)置有浪涌保護和隔離裝置。
[0010]所述視頻監(jiān)測后臺系統(tǒng)包括主程序模塊、數(shù)據(jù)管理模塊、信息交互模塊，以及信號解碼處理模塊；所述主程序模塊分別與數(shù)據(jù)管理模塊、信息交互模塊，以及信號解碼處理模塊相連。
[0011]所述視頻傳感器包括固定在GIS殼體上的觀察窗外殼，該觀察窗外殼與GIS殼體之間的界面為透光的玻璃，所述觀察窗外殼內(nèi)安裝有光源、光學(xué)鏡頭以及CMOS感光芯片，所述光學(xué)鏡頭及CMOS感光芯片的外周套設(shè)有絕緣套筒。
[0012]所述光源和光學(xué)鏡頭及CMOS感光芯片分別設(shè)置在觀察窗外殼的兩個平行的腔室內(nèi)。
[0013]所述觀察窗外殼與GIS殼體之間安裝有O型屏蔽圈。
[0014]一種基于上述監(jiān)測系統(tǒng)的監(jiān)測方法，視頻傳感器實時采集GIS內(nèi)部導(dǎo)體的分合狀態(tài)，并將分合狀態(tài)以視頻信號的形式通過電纜發(fā)送給視頻服務(wù)器，視頻服務(wù)器接收到該視頻信號后，先將該視頻信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，然后，通過TCP/IP通訊協(xié)議將該數(shù)字信號發(fā)送給視頻監(jiān)測后臺系統(tǒng)，視頻監(jiān)測后臺系統(tǒng)經(jīng)過解碼和分析后，將結(jié)果以畫面的形式展示給用戶。
[0015]當且僅當視頻監(jiān)測后臺系統(tǒng)接收到視頻信號時才啟動智能供電系統(tǒng)工作。
[0016]所述視頻監(jiān)測后臺系統(tǒng)的解析和分析方法為:當視頻監(jiān)測后臺系統(tǒng)接收到視頻信號后，首先根據(jù)IP地質(zhì)和通道號識別不同的視頻信息流，確定無誤后啟動智能供電系統(tǒng)，接著，對接收到的視頻信號進行解碼和重新編碼，通過解碼分析，獲取視頻傳感器的編號并對傳感器數(shù)據(jù)進行歸類，然后提取有效的視頻圖像，同時保存視頻圖像，最后關(guān)閉監(jiān)測視頻窗口，向智能供電系統(tǒng)發(fā)送指令關(guān)閉電源。
[0017]本發(fā)明具有的優(yōu)點和積極效果是:本發(fā)明通過對隔離開關(guān)、接地開關(guān)和快速接地開關(guān)的觸頭位置進行視頻采集，把采集到的視頻信息通過視頻服務(wù)器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號出入視頻監(jiān)測后臺系統(tǒng)進行統(tǒng)一管理，在GIS的隔離開關(guān)、接地開關(guān)或快速接地開關(guān)操作完成后可以直接確認該設(shè)備實際觸頭狀態(tài)，是否分合到位，為GIS設(shè)備的可靠運行提供了保障。
【【專利附圖】

【附圖說明】】
[0018]圖1示出了 GIS設(shè)備內(nèi)部視頻監(jiān)測系統(tǒng)原理圖。
[0019]圖2示出了視頻傳感器工作原理圖。
[0020]圖3示出了視頻監(jiān)測后臺系統(tǒng)原理圖。
[0021]圖4示出了視頻監(jiān)測后臺軟件系統(tǒng)的流程圖。
[0022]圖5示出了視頻傳感器結(jié)構(gòu)圖。
【【具體實施方式】】
[0023]下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0024]本發(fā)明提供了一種GIS設(shè)備內(nèi)部視頻監(jiān)測系統(tǒng)，包括視頻傳感器、視頻服務(wù)器、智能供電系統(tǒng)、視頻監(jiān)測后臺系統(tǒng)和人機交互模塊。如圖1所示，視頻傳感器數(shù)量為一個或者一個以上，視頻傳感器與視頻服務(wù)器采用電纜相連接，視頻監(jiān)測后臺系統(tǒng)通過控制智能電源模塊向視頻傳感器供電，然后通過與視頻服務(wù)器通訊，獲取視頻數(shù)字信號，信號編碼采用
H.264編碼。所述視頻服務(wù)器與視頻監(jiān)測后臺系統(tǒng)采用網(wǎng)線連接，視頻傳感器安裝在GIS殼體內(nèi)部，采集GIS內(nèi)部視頻信號，然后通過電纜把視頻模擬信號送入視頻服務(wù)器，視頻服務(wù)器把模擬視頻數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，通過TCP/IP (網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議)把視頻數(shù)據(jù)送入視頻監(jiān)測控臺系統(tǒng)，后臺系統(tǒng)通過解碼和分析把監(jiān)測畫面展現(xiàn)給用戶。
[0025]整個監(jiān)測系統(tǒng)運行過程中，通過智能電源模塊控制傳感器供電，視頻監(jiān)控后臺系統(tǒng)根據(jù)需要發(fā)送操作指令打開傳感器供電系統(tǒng)，實現(xiàn)對視頻傳感器供電的選擇性控制，在需要進行視頻監(jiān)測時打開傳感器電源，不需要監(jiān)測時則關(guān)閉傳感器電源。通過這種方式，可以大大的延長傳感器的使用壽命。人際交互模塊獲取視頻監(jiān)測后臺系統(tǒng)的數(shù)據(jù)并展示給用戶，采用了主接線的形式對視頻數(shù)據(jù)進行展示，只要單擊主接線上對應(yīng)的標識點就可以獲得當時的視頻圖像。
[0026]所述視頻監(jiān)測后臺系統(tǒng)負責處理、分析和管理視頻數(shù)據(jù)，其硬件采用計算機完成，通過網(wǎng)口與視頻服務(wù)器相連接，如果有多個視頻服務(wù)器則需要使用網(wǎng)絡(luò)交換機進行組網(wǎng)。視頻監(jiān)測后臺系統(tǒng)可以接收多個視頻服務(wù)器的信號，并對信號進行分析和處理然后展現(xiàn)在以主接線為表現(xiàn)形式的人機交互界面上，監(jiān)測數(shù)據(jù)保存在本機設(shè)立的數(shù)據(jù)庫中。該系統(tǒng)具有用戶管理功能、視頻解碼功能、視頻截圖功能(視頻采集過程中點擊截圖功能按鈕，會把當前I幀數(shù)據(jù)保存為圖片)、視頻錄像功能(采集的時候是以錄像的形式采集但是不保存錄像，只有點擊錄像按鈕時才進行保存)等功能。
[0027]本實例中，如圖5所示，視頻傳感器包括傳感器外殼1、觀察窗外殼3、連接法蘭8、接插件7、CM0S感光芯片12、光源6、電源模塊2、浪涌保護器9、攝像頭10。所述觀察窗外殼3與GIS殼體之間的界面為透光的玻璃13 ;傳感器外殼I與觀察窗外殼3采用外螺紋5和內(nèi)螺紋連接，接插件7安裝在連接法蘭8上，使用螺釘把連接法蘭8和傳感器外殼I連接，所述接插件采用4芯接插件，通過電纜與視頻服務(wù)器連接。所述光學(xué)觀察窗負責視頻傳感器密封和透光功能。
[0028]所述的光源和CMOS感光芯片12安裝于觀察窗外殼3內(nèi)，并采用絕緣套筒11進行隔離，防止眩光干擾，具體地說，就是光源安裝在觀察窗外殼3的第一安裝孔內(nèi)，所述CMOS感光芯片12安裝在與第一安裝孔平行的第二安裝孔內(nèi)，此外，所述CMOS感光芯片12的外周進一步套設(shè)有絕緣套筒11，防止光源和CMOS感光元件直接與傳感器殼體接觸，防止靜電干擾。
[0029]所述的浪涌保護器9安裝在電源輸入端和信號輸出端上，防止外界過電壓干擾進入傳感器內(nèi)部電路中。所述的觀察窗外殼3與GIS殼體的接觸面直接安裝有密封圈4，防止GIS中氣體泄漏。所述傳感器外殼I內(nèi)部進一步安裝有電源模塊，負責給光源、CMOS感光芯片供電。該電源模塊采用24V輸入，輸出為3.3V和5V，其中，3.3V為CMOS感光芯片供電，5V為光源模塊供電；浪涌保護器安裝在外界電路與傳感器電路之間。
[0030]圖3示出了 GIS導(dǎo)體視頻監(jiān)測系統(tǒng)后臺系統(tǒng)的原理圖，所述視頻監(jiān)測系統(tǒng)后臺系統(tǒng)包括主程序模塊、用戶管理模塊、信息交互模塊、數(shù)據(jù)管理模塊、信號解碼處理模塊、信息采集模塊和數(shù)據(jù)庫等。視頻信號通過TCP/IP協(xié)議傳入，經(jīng)過信號解碼處理模塊對視頻信號進行分類和解碼，解碼后的數(shù)據(jù)傳入主程序模塊；主程序模塊負責協(xié)調(diào)整個系統(tǒng)的運行，它接受用戶的登錄和操作，協(xié)調(diào)視頻信息的顯示和存儲，所有的監(jiān)測信息都保存在數(shù)據(jù)庫中方便調(diào)用。
[0031]圖4示了導(dǎo)體視頻監(jiān)測系統(tǒng)后臺系統(tǒng)的主流程圖，該流程圖詳細得說明了從用戶登錄到視頻展示和視頻存儲的整個過程。其中，配置文件為整個視頻監(jiān)測系統(tǒng)的參數(shù)描述文件，配置文件的內(nèi)容包括視頻服務(wù)器的IP，視頻服務(wù)器與視頻傳感器的對應(yīng)關(guān)系以及各個監(jiān)測點的配置信息。通過配置文件，視頻監(jiān)測系統(tǒng)就可以獲得整個系統(tǒng)的配置參數(shù)，并根據(jù)配置參數(shù)生成視頻傳感器列表和導(dǎo)體視頻監(jiān)測系統(tǒng)主接線。整個導(dǎo)體視頻監(jiān)測系統(tǒng)采用以太網(wǎng)進行組網(wǎng)，通過網(wǎng)絡(luò)交換機把所有視頻服務(wù)器都連接起來，導(dǎo)體視頻監(jiān)測后臺系統(tǒng)安裝在后臺監(jiān)控主機上并與交換機連接，通過以太網(wǎng)獲取所有監(jiān)測點的視頻信息。視頻信號采用基于TCP/IP協(xié)議的H.264編碼進行傳輸，通過IP地址和通道號識別不同的視頻信號。導(dǎo)體視頻監(jiān)測系統(tǒng)中使用的智能電源是可以通過網(wǎng)絡(luò)控制的智能供電系統(tǒng)，在導(dǎo)體視頻監(jiān)測系統(tǒng)打開視頻窗口時通過網(wǎng)絡(luò)命令打開智能供電系統(tǒng)，在導(dǎo)體視頻監(jiān)測系統(tǒng)關(guān)閉視頻窗口時關(guān)閉智能供電系統(tǒng)，通過該系統(tǒng)不僅可以提高傳感器的使用壽命，并且可以有效防止開關(guān)設(shè)備運行故障對導(dǎo)體視頻監(jiān)測系統(tǒng)產(chǎn)生干擾影響，智能電源系統(tǒng)采用ModbusTCP通信協(xié)議進行通訊。導(dǎo)體視頻監(jiān)測系統(tǒng)后臺軟件還具有截圖功能和視頻錄制功能，視頻數(shù)據(jù)和圖像數(shù)據(jù)以二進制文件的形式保存在數(shù)據(jù)庫中，通過傳感器編號和保存時間進行索弓I。同時，視頻截圖和錄像文件也可以保存在電腦硬盤上，方便存入移動設(shè)備中。
[0032]本發(fā)明公開的一種GIS內(nèi)部導(dǎo)體的視頻監(jiān)測方法，它包括以下步驟:
[0033](I)視頻監(jiān)測后臺系統(tǒng)發(fā)送視頻查看命令，通過Modbus TCP協(xié)議打開傳感器智能供電系統(tǒng)，向視頻傳感器提供電能，傳感器采用24V供電。
[0034](2)利用安裝在GIS殼體上的視頻傳感器采集GIS內(nèi)部導(dǎo)體的視頻信號，并把信號通過信號電纜送入視頻服務(wù)器。該傳感器可以解決隔離開關(guān)、接地開關(guān)和快速接地開關(guān)觸頭位置的視頻監(jiān)測。
[0035](3)視頻服務(wù)器收到視頻信號后對視頻信號進行解碼和重新編碼，通過IP/TCP協(xié)議把數(shù)據(jù)發(fā)送到視頻監(jiān)測后臺系統(tǒng)。
[0036](4)視頻監(jiān)測后臺系統(tǒng)通過解碼分析，獲得傳感器的編號并對傳感器數(shù)據(jù)進行歸類。通過點擊視頻監(jiān)測后臺系統(tǒng)上的對應(yīng)節(jié)點獲得對應(yīng)的視頻信息。
[0037](5)通過視頻監(jiān)測后臺系統(tǒng)獲取視頻信息后，可以選擇對監(jiān)測畫面進行截圖或錄制視頻，所有監(jiān)測數(shù)據(jù)統(tǒng)一保存在數(shù)據(jù)庫中以便以后檢索和查看。
[0038](6)監(jiān)控視頻查看結(jié)束后，關(guān)閉監(jiān)測視頻窗口，后臺監(jiān)控軟件會自動向?qū)?yīng)傳感器智能供電系統(tǒng)發(fā)送傳感器斷開供電指令，結(jié)束對視頻傳感器的供電。
【權(quán)利要求】
1.一種GIS設(shè)備內(nèi)部視頻監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，包括GIS視頻傳感器、智能供電系統(tǒng)、視頻服務(wù)器，以及視頻監(jiān)測后臺系統(tǒng)，其中，GIS視頻傳感器安裝在GIS殼體上用于對GIS內(nèi)部導(dǎo)體的分合狀態(tài)進行實時采集；所述GIS視頻傳感器通過視頻服務(wù)器與視頻監(jiān)測后臺系統(tǒng)連接，所述視頻監(jiān)測后臺系統(tǒng)通過控制智能電源模塊向視頻傳感器供電。
2.如權(quán)利要求1所述的GIS設(shè)備內(nèi)部視頻監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述視頻服務(wù)器與視頻監(jiān)測后臺系統(tǒng)之間通過TCP/IP協(xié)議傳輸。
3.如權(quán)利要求1所述的GIS設(shè)備內(nèi)部視頻監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述視頻傳感器在電源輸入端和信號輸出端均設(shè)置有浪涌保護和隔離裝置。
4.如權(quán)利要求1所述的一種GIS設(shè)備內(nèi)部視頻監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述視頻監(jiān)測后臺系統(tǒng)包括主程序模塊、數(shù)據(jù)管理模塊、信息交互模塊，以及信號解碼處理模塊；所述主程序模塊分別與數(shù)據(jù)管理模塊、信息交互模塊，以及信號解碼處理模塊相連。
5.如權(quán)利要求1所述的一種GIS設(shè)備內(nèi)部視頻監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述視頻傳感器包括固定在GIS殼體上的觀察窗外殼(3)，該觀察窗外殼(3)與GIS殼體之間的界面為透光的玻璃(13)，所述觀察窗外殼(3)內(nèi)安裝有光源、光學(xué)鏡頭以及CMOS感光芯片(12)，所述光學(xué)鏡頭及CMOS感光芯片(12)的外周套設(shè)有絕緣套筒(11)。
6.如權(quán)利要求1所述的一種GIS設(shè)備內(nèi)部視頻監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述光源和光學(xué)鏡頭及CMOS感光芯片(12)分別設(shè)置在觀察窗外殼的兩個平行的腔室內(nèi)。
7.如權(quán)利要求1所述的一種GIS設(shè)備內(nèi)部視頻監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述觀察窗外殼與GIS殼體之間安裝有0型屏蔽圈。
8.一種基于權(quán)利要求1所述的一種GIS設(shè)備內(nèi)部視頻監(jiān)測系統(tǒng)的監(jiān)測方法，其特征在于:視頻傳感器實時采集GIS內(nèi)部導(dǎo)體的分合狀態(tài)，并將分合狀態(tài)以視頻信號的形式通過電纜發(fā)送給視頻服務(wù)器，視頻服務(wù)器接收到該視頻信號后，先將該視頻信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，然后，通過TCP/IP通訊協(xié)議將該數(shù)字信號發(fā)送給視頻監(jiān)測后臺系統(tǒng)，視頻監(jiān)測后臺系統(tǒng)經(jīng)過解碼和分析后，將結(jié)果以畫面的形式展示給用戶。
9.如權(quán)利要求8所述的一種GIS設(shè)備內(nèi)部視頻監(jiān)測系統(tǒng)的監(jiān)測方法，其特征在于:當且僅當視頻監(jiān)測后臺系統(tǒng)接收到視頻信號時才啟動智能供電系統(tǒng)工作。
10.如權(quán)利要求8所述的一種GIS設(shè)備內(nèi)部視頻監(jiān)測系統(tǒng)的監(jiān)測方法，其特征在于:所述視頻監(jiān)測后臺系統(tǒng)的解析和分析方法為:當視頻監(jiān)測后臺系統(tǒng)接收到視頻信號后，首先根據(jù)IP地質(zhì)和通道號識別不同的視頻信息流，確定無誤后啟動智能供電系統(tǒng)，接著，對接收到的視頻信號進行解碼和重新編碼，通過解碼分析，獲取視頻傳感器的編號并對傳感器數(shù)據(jù)進行歸類，然后提取有效的視頻圖像，同時保存視頻圖像，最后關(guān)閉監(jiān)測視頻窗口，向智能供電系統(tǒng)發(fā)送指令關(guān)閉電源。
【文檔編號】H04N7/18GK104320614SQ201410542496
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年10月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月14日
【發(fā)明者】白世軍, 張永強, 段繼洲, 王海強, 葉瑞 申請人:中國西電電氣股份有限公司