基于二維碼識別的變電站設(shè)備狀態(tài)分析巡視系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于變電站建設(shè)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于二維碼識別的變電站設(shè)備狀態(tài)分析巡視系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，變電站已逐步實現(xiàn)了無人值守，變電站在運行過程中，通常采用定期的人工巡視方式，通過人工的方式對對變電站設(shè)備運行狀態(tài)進(jìn)行檢查，通過該方法及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備存在的安全隱患及設(shè)備故障。隨著電網(wǎng)智能化技術(shù)的發(fā)展要求，對變電站巡視工作的智能化水平、巡視質(zhì)量已提出了更高的要求。目前，變電站巡視主要是通過運維巡視人員在值班期間按規(guī)定對所轄站一、二次設(shè)備進(jìn)行巡視檢查，對設(shè)備異常和缺陷做到及時發(fā)現(xiàn)、認(rèn)真分析、正確處理、做好記錄并及時匯報。針對巡視輔助技術(shù)和手段主要包括了兩種，一種為巡視人員配置手持式的拍攝設(shè)備，對巡視過程中發(fā)現(xiàn)的問題進(jìn)行拍照記錄，為后續(xù)分析提供數(shù)據(jù)記錄，另一種為新興的機器人巡檢技術(shù)，通過裝配巡檢機器人，巡檢機器人安裝各類傳感設(shè)備，通過定制巡視路線，由巡檢機器人對變電站設(shè)備運行狀態(tài)進(jìn)行巡視拍攝和記錄。對于采用巡視人員配置手持式的拍攝設(shè)備方式，該方式用于巡視人員在巡視過程中，通過人工檢查和分析設(shè)備存在的異常和缺陷，對相應(yīng)巡視過程進(jìn)行手動記錄，并采用手持拍攝設(shè)備對設(shè)備外觀進(jìn)行拍攝，該方式的巡視過程仍通過人工的方式的巡視，僅通過手持拍攝設(shè)備，對巡視的設(shè)備進(jìn)行拍照記錄的功能，該方式并沒有提升巡視質(zhì)量，僅僅增加了記錄功能，未實現(xiàn)巡視的智能化水平；對于采用巡檢機器人的方式，具備智能化的變電站巡視功能，然而由于巡檢機器人的設(shè)備昂貴、維護(hù)工作量大，因此，仍然未具備大規(guī)模推廣的應(yīng)用能力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種基于二維碼識別的變電站設(shè)備狀態(tài)分析巡視系統(tǒng)，在巡視人員對變電站的巡視過程中，對變電站的設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行自動識別并記錄，同時還能通過語音告警及時提示巡視人員需重點關(guān)注的巡視設(shè)備。
[0004]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
一種基于二維碼識別的變電站設(shè)備狀態(tài)分析巡視系統(tǒng)，包括:可見光攝像頭、紅外攝像頭、視頻采集編碼處理單元、分析處理單元、手持終端和蓄電池；所述可見光攝像頭與紅外攝像頭均與視頻采集編碼處理單元連接，視頻采集編碼處理單元和分析處理單元均與蓄電池連接，手持終端與分析處理單元連接。
[0005]進(jìn)一步的，所述視頻采集編碼處理單元包括:ARM芯片、內(nèi)存模塊、閃存模塊、硬盤接口模塊、硬件調(diào)試接口模塊、串口模塊、視頻輸入處理模塊、網(wǎng)絡(luò)模塊以及電源模塊；所述內(nèi)存模塊、閃存模塊、硬盤接口模塊、硬件調(diào)試接口模塊、串口模塊、視頻輸入處理模塊、網(wǎng)絡(luò)模塊以及電源模塊均與ARM芯片相連。
[0006]進(jìn)一步的，所述可見光攝像頭與紅外攝像頭安裝在安全帽上，視頻采集編碼處理單元、分析處理單元以及蓄電池均安裝在巡視員的背包中，所述手持終端為PAD或者手機。
[0007]進(jìn)一步的，所述分析處理單元包括:ARM A15芯片、內(nèi)存模塊、閃存模塊、硬盤接口模塊、硬件調(diào)試接口模塊、串口模塊、網(wǎng)絡(luò)模塊以及電源模塊；所述內(nèi)存模塊、閃存模塊、硬盤接口模塊、硬件調(diào)試接口模塊、串口模塊、網(wǎng)絡(luò)模塊以及電源模塊均與ARM A15芯片相連。
[0008]進(jìn)一步的，可見光攝像頭與紅外攝像頭通過模擬視頻線與視頻采集編碼處理單元相連，視頻采集編碼處理單元將編碼后的數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)模塊發(fā)送至分析處理單元。
[0009]進(jìn)一步的，所述視頻輸入處理模塊采用雙路視頻解碼器，通過其采集可見光視頻模擬數(shù)據(jù)和紅外視頻模擬數(shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)進(jìn)行實時編碼，編碼格式為H.264，編碼幀數(shù)為25pps，編碼圖像質(zhì)量為D1。
[0010]進(jìn)一步的，分析處理單元通過網(wǎng)絡(luò)模塊，并采用SIP+SDP和RTP/RTCP協(xié)議獲取視頻數(shù)據(jù)，視頻數(shù)據(jù)源為視頻采集及編碼處理單元，并對獲取視頻的每一幀進(jìn)行二維碼圖像和二維碼信息識別，得到所巡視設(shè)備對象。
[0011]本發(fā)明的有益效果是:本系統(tǒng)不僅通過見光攝像頭采集數(shù)據(jù)還通過紅外攝像頭對巡視過程中的設(shè)備運行溫度進(jìn)行實時采集，擴大了巡視過程中的數(shù)據(jù)內(nèi)容，提升了巡視質(zhì)量，為巡視人員準(zhǔn)確判斷設(shè)備的運行狀態(tài)提供了直接可靠的數(shù)據(jù)，同時，通過對巡視數(shù)據(jù)的記錄，便于對設(shè)備溫度的歷史數(shù)據(jù)趨勢性分析，為排查設(shè)備故障及設(shè)備隱患提供了數(shù)據(jù)支撐；通過視頻采集及編碼處理單元、分析處理單元所獲取的實時數(shù)據(jù)和分析結(jié)果數(shù)據(jù)，通過USB接口直接發(fā)送至PDA/手機，巡視人員在巡視過程中，可以通過PDA/手機查看巡視過程中的分析結(jié)果數(shù)據(jù)，有效便于巡視人員檢查當(dāng)前的設(shè)備狀態(tài)和記錄數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性分析。同時，該技術(shù)能夠很方便地進(jìn)行應(yīng)用和推廣，不受變電站規(guī)模和電壓等級的影響。
【附圖說明】
[0012]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為本發(fā)明的數(shù)據(jù)接口圖；
圖3為視頻采集編碼處理單元的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4為視頻采集編碼的處理流程圖；
圖5為分析處理單元的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖6為分析處理單元的分析處理流程圖。
【具體實施方式】
[0013]下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0014]如圖1-圖6所示，一種基于二維碼識別的變電站設(shè)備狀態(tài)分析巡視系統(tǒng)，包括可見光攝像頭、紅外攝像頭、視頻采集編碼處理單元、分析處理單元、手持終端和蓄電池；所述可見光攝像頭與紅外攝像頭均與視頻采集編碼處理單元連接，視頻采集編碼處理單元和分析處理單元均與蓄電池連接，手持終端與分析處理單元連接。
[0015]使用的時候，在變電站設(shè)備(例如:開關(guān)、刀閘、變壓器、電容器、變流器等)上貼上二維碼標(biāo)簽，在巡視的時候，巡視人員隨身攜帶本系統(tǒng)，其中可見光攝像頭與紅外攝像頭均安裝在巡視員所佩戴的安全帽上，這兩個攝像頭將采集到的圖像數(shù)據(jù)通過視頻模擬線送至視頻采集編碼處理單元，視頻采集編碼處理單元對視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行基本的處理后，再將處理后的視頻數(shù)據(jù)發(fā)送分析處理單元，分析處理單元為本設(shè)備的核心處理單元，采用二維碼圖像識別技術(shù)、圖像分析處理技術(shù)，通過內(nèi)部邏輯處理，將巡視過程中的圖像化數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為信息化數(shù)據(jù)，并將圖像和信息化數(shù)據(jù)再發(fā)送至巡視人員所攜帶的PDA或手機進(jìn)行實時展示，從而用于巡視人員在巡視過程中實時檢查巡視內(nèi)容。本發(fā)明中的可見光攝像機鏡頭和紅外熱成像攝像機鏡頭安裝于巡視人員的安全帽上，視頻采集及編碼處理單元、分析處理單元、蓄電池安裝于巡視人員的便攜式背包中，PDA/手機由巡視人員直接手持?jǐn)y帶。
[0016]其中，視頻采集編碼處理單元主要包括:
ARM芯片:(支持本視頻編碼功能):是視頻采集編碼處理單元的核心處理單元，實現(xiàn)對所有處理過程的邏輯控制以及視頻的編碼處理，輸入的視頻數(shù)據(jù)為模擬視頻數(shù)據(jù)，通過該芯片對模擬視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼，便于視頻數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)中的傳輸；
內(nèi)存模塊(采用DDR2):為內(nèi)存處理單元；
閃存模塊(采用FLASH):用于儲存文件系統(tǒng)和系統(tǒng)上的應(yīng)用程序；
硬盤接口模塊(采用SATA):用于外接硬盤，存儲視頻數(shù)據(jù)；
硬件調(diào)試接口模塊(采用JTAB，Joint Test Act1n Group):為硬件調(diào)試接口。
[0017]串口模塊(采用USB ):為串口調(diào)試接口。
[0018]視頻輸入處理模塊(采用2Channel Video Decoder，雙路視頻解碼器):該模塊為視頻輸入處理模塊，將模擬線傳輸過來的視頻數(shù)據(jù)通過A/D轉(zhuǎn)換，將模擬視頻數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為數(shù)字視頻數(shù)據(jù)，用于ARM芯片對視頻數(shù)據(jù)的處理；
網(wǎng)絡(luò)模塊(采用PHY):提供該設(shè)備單元與外部之間的網(wǎng)絡(luò)接口 ；
電源模塊(POWER):為該設(shè)備單元提供外部電源輸入接口 ；
其中所述內(nèi)存模塊、閃存模塊、硬盤接口模塊、硬件調(diào)試接口模塊、串口模塊、視頻輸入處理模塊、網(wǎng)絡(luò)模塊以及電源模塊均與ARM芯片相連巡檢過程大體如下:
首先，可見光攝像頭采集貼在被巡視設(shè)備外表的二維碼標(biāo)簽的可見光視頻信息，通過二維碼標(biāo)簽的識別可以辨識出具體的待巡視設(shè)備，紅外攝像頭采集待巡視設(shè)備外觀的紅外圖譜視頻信息；
然后，可見光攝像頭和紅外攝像頭均通過模擬視頻線連接至編碼處理單元，視頻采集編碼處理單元將編碼后的視頻數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)接口發(fā)送至分析處理單元，分析處理單元對視頻數(shù)據(jù)處理完成后，將處理結(jié)果數(shù)據(jù)通過USB接口傳輸至PDA/手機，PDA/手機通過USB接口接收數(shù)據(jù)后，對結(jié)果數(shù)據(jù)和圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行展示；對于視頻采集編碼處理單元、分析處理單元通過電池的5V電源統(tǒng)一供電。
[0019]其中，視頻采集編碼處理流程如下:
(1)通過物理接口2Channel Video Decoder，采集可見視頻模擬數(shù)據(jù)和紅外熱成像視頻模擬數(shù)據(jù)；
(2)通過ARM芯片，對采集的視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行實時編碼，編碼格式為H.264，編碼幀數(shù)為25pps，編碼圖像質(zhì)量為Dl ;
(3)編碼后的視頻數(shù)據(jù)，為了用于網(wǎng)絡(luò)設(shè)備通過網(wǎng)絡(luò)接口直接獲取視頻數(shù)據(jù)，采用SIP+SDP接口協(xié)議，為外部網(wǎng)絡(luò)設(shè)備提供通信接口進(jìn)行會話協(xié)商，并設(shè)置默認(rèn)的可見光視頻模擬數(shù)據(jù)端口為1，設(shè)置默認(rèn)的紅外熱成像視頻模擬數(shù)據(jù)端口為2 ;
(4)對編碼后的視頻數(shù)據(jù)采用RTP/R