CN102053596A - 风力电厂和风电机舱的智能分析监控装置和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明是一种风力电厂和风电机舱的智能分析监控装置和方法，其监控装置是在基于嵌入式DSP/FPGA的数据处理单元上连接有CCD多光谱采集单元、小型数据库、USB接口、链接有无线和有线通信接口，构成专用智能相机。基于该智能相机及其联网形成联动方式，采用图像识别方法，经过智能相机中的分类和处理，将所识别的火灾、漏油、漏油设备、温度异常参数、温度异常等信息结果通过无线接口发送到远端的监控中心，进行预警或报警。机舱内外安装的智能相机相联成网，形成风力电厂和风电机舱的智能分析监控***和网络。实现了对风电电厂和风电机舱维护和运营即时自动监控和紧急应急处理，不需大量人力维护，监测精度高，解决了风力机组地广范围大，难以对运营进行即时自动监控的问题。适用所有风力电厂监控。

Description

风力电厂和风电机舱的智能分析监控装置和方法
技术领域
本发明属于风力发电机设备与监控技术领域，主要涉及风力发电机舱的室内环境目标的检测以及风力电厂的整体检测和应急处理，具体是一种风力电厂和风电机舱的智能分析监控装置和方法。
背景技术
风力发电技术是我国经济发展的一个重要战略布局。建厂多选择在风力资源丰富的海边、广袤无垠的沙漠和起伏连绵的大山中。在我国以低碳经济为发展目标的进程中，风力发电机组的数量越来越多，安装的区域也大多处于偏僻的地域。不仅风力电厂占地面积大，即使对一部高达60多米的风机机舱内进行设备的维护、检修也是不易的，因此，对于风力电厂的检测、维护、监测以及应急处理均是目前国家电网建设中所面临的一个紧迫问题，也是所有风力电厂急需要解决的技术问题。
风力发电机舱的环境狭小，空间有限。同时，由于风力发电机本身在运行时所产生的高温和漏油，非常容易造成实际运营中的安全隐患甚至是火灾等安全事故。
虽然在机组的安装中，可以安装图像监控等设备，也可以安装温度和烟雾的传感器，但是这些传统的监控和消防***首先要将所采集的数据发回到远方的监控中心，在经过相关人员和***的分析和判断后，才能启动相关的紧急预案和应急措施。这样的处理过程时间长，过程繁琐。特别是针对偏远地区的机组，一旦发生险情，往往由于处理过程时间长而延误了时间，造成巨大的损失。
传统的以温度、烟雾传感器为主的监控***无法将现场的图像数据传送回监控中心，无法让监控人员对异常情况进行分析和判别。在恶劣的工作环境下，误报率较高。目前，在我国戈壁滩数百公里范围内所安装的数千台风力机组，根本无法实现让检修人员及时赶到现场进行维护。一旦火灾等事故发生，只能让设备完全烧毁，使价值2000万的风塔完全报废。同时，在恶劣的环境下，某些风塔也还会断折等损坏情况，从而使设备完全报废。
本发明申请人对国内外专利文献和公开发表的期刊论文检索，尚未发现与本发明密切相关和一样的报道或文献。
本发明项目组还在互联网上就本主题，在国内外专利文献和公开发表的期刊论文检索，也未发现与本发明密切相关和一样的报道或文献。
发明内容
本发明的目的是针对目前风力电厂尚不具有有效的监控装置以及可靠的自动化程度高的监控方法，以传感器采集的现场数据发回到远方的监控中心，在经过相关人员和***的分析和判断后，才能启动相关的紧急预案和应急措施，处理过程时间长，过程繁琐，贻误防患的最佳时机等问题。提供一种可以在风电机舱内直接安装，在整个风力电厂分布性安装，各监控点相联成网，能够对风电机舱维护和运营进行即时自动监控和紧急应急处理，不需要大量人力维护资源，对风电机舱环境监测精度高，同时对风力电厂进行监控的风力电厂和风电机舱的智能分析监控装置和方法。
下面对本发明进行详细说明：
本发明是一种风力电厂和风电机舱的智能分析监控装置和方法，作为风力电厂和风电机舱的智能分析监控装置包括有：采集单元、数据处理单元和预警***，其特征在于：使用风力电厂和风电机舱用智能相机安装于风电机舱内和风电机舱外，风力电厂和风电机舱用智能相机之间联网形成风力电厂和风电机舱的智能分析监控***和网络；风力电厂和风电机舱用智能相机的基本构成包括有：数据处理单元以及连接在数据处理单元上的CCD采集单元、小型数据库、USB接口、链接有无线和有线通信接口，风力电厂和风电机舱的安全预案和应急措施的联动***即工作软件安装于数据处理单元内，所述风力电厂和风电机舱的智能相机中的数据处理单元是基于嵌入式DSP和FPGA的数据处理单元，所述CCD采集单元为多光谱图像采集单元，其中的采集镜头为多光谱采集镜头，CCD采集单元中还包括基于FPGA的图像处理单元；图像处理单元与数据处理单元数据连接，数据处理单元对采集的图像数据进行现场处理和分析，得出异常或报警信息；所述无线和有线接口包括3G和GPRS通信接口，INTERNET接口；数据处理单元的输出信号通过无线通信接口传递异常或报警信息到远端监控中心和距离现场的维护或救援人员或相关责任人员的手机上。
在充分利用自然能，大力发展风力发电的当今，随之也有许多的问题需要解决，对高达60多米的机舱内进行设备的维护、检修就是目前国家电网建设中所面临的一个紧迫问题，风力发电机组的数量越来越多，安装的区域也大多处于偏僻的地域，对所有的设备进行检测和应急处理，也是必须配套解决的问题。
本发明首先发明了一种风力电厂和风电机舱用智能相机，本说明书中还简称智能相机或相机。在每一个风塔上安装有一个或数个智能相机，对机舱内的环境进行实时处理和分析，分类出当前运行环境的室内温度、烟雾浓度、设备运行温度，不需要将原始采集的图像数据发送到远端的监控中心。所有的数据处理和分析工作直接在风电现场和风电机舱内安装的智能相机中直接完成。
本发明直接将风力电厂和风电机舱用智能相机安装于风力机舱内，该相机的多个CCD采集单元对周围的检测的进行不间断的数据采集；利用嵌入式计算机DSP或FPGA和图像视觉分析技术，将风力发电现场和风力机舱中的场景目标进行定位并识别场景内出现的目标信息和所发生的安全事件。风力电厂和风电机舱用智能相机在完成数据分析和处理结果后，直接将报警信息和监控中心的安全预案进行联动，同时，直接将报警信息发送到负责风电机舱维护的工作人员的手机上。本发明不依赖于其他的传感器组或其他的火灾、烟雾监测设备，在风电机舱内直接安装，可以监测到每一个风塔，任一个风塔中出现问题，就可以直接进行报警。
本发明在第一时间进行异常情况的分析，并实时通知距离最近的维护和检修人员，提早对恶性事件采取应急措施。
本发明的实现还在于：安装在风电机舱外部的风力电厂和风电机舱用智能相机与安装于风电机舱内的风力电厂和风电机舱用智能相机联网组建成内部和外部同时监控的智能分析***，***中的多个相机相互协调，组成具有可重构的自组织网络。
风力电厂在大面积范围内安装一个个的风塔，每一个风塔上安装着各自的风电电机和风机叶片，风塔的间距约为500米，若靠人工检测，除非使用直升机循环监视，也只能是远距离观测，成本大且不精确。本发明的风力电厂和风电机舱用智能相机分布性安装于整个风力电厂，形成对整个风力电厂的宏观监测，联网后构成对整个风力电厂的有效监控。
本发明的实现还在于：CCD多光谱采集镜头，或为可见光镜头，或为红外光镜头，或为近红外镜头。
本实用新型针对主要发生的不安全问题或容易引起的故障，比如有些部件长期运转，或损耗，或老化而引起的发热，进而会导致着火，小火如果得不到抑制和灭火，延及到周围将会造成大的损失，本发明理清能够形成不安全的所有成因，利用CCD采集单元针对性地选用不同的采集镜头进行实时图像与数据采集，对于室外安装的智能相机，使用可见光镜片的采集镜头，主要针对叶片的形状、速度和夹角、风塔的位置和倾斜度变化进行检测，对于舱内安装的智能相机，使用红外光或近红外镜片的采集镜头，主要针对烟雾、火焰、温度、漏油进行检测。这样处理，可以监测所有可能发热而着火环节以及损坏或故障的环节，不同的光谱镜头以适应采集不同的检测目标，实现全方位的检测，将防患于未然落实到监测点，有效地保证了整体的可靠性。
本发明的智能数据处理单元中放置有小型的数据库，该数据库的信息可以通过网络由远端的监控中心进行修改。这也是传统的监控装置所不具备的，现场的小型数据库存放可以实施动态更新的信息，包括维修人员的位置信息和应急救援物资的信息。
本发明的实现还在于：安装于外部的风力电厂和风电机舱用智能相机对安装点附近的风塔进行实时采集，具体是针对每一个风塔上叶片的夹角、速度和叶片弧度状态进行采集，并对风塔的倾斜角度进行采集。从而及时发现风塔倾斜角度的异常，提前进行报警并采取应急措施。
本发明还是一种风力电厂和风电机舱的智能分析监控方法，其特征在于：风力电厂和风电机舱的智能分析监控方法是采用图像处理方法，基于风力电厂和风电机舱用智能相机及其联网形成联动方式，分析出目前每一风电机舱和整个风力电厂总存在的异常情况，将所识别的火灾类型、漏油类型、漏油设备、温度异常参数、温度异常的设备的信息经过智能相机中的数据处理单元进行分类和处理，结果通过无线接口发送到远端的监控中心，进行预警或报警。
该风力电厂和风电机舱的智能分析监控方法运作的程序有：
一.首先，设计与制备风力电厂和风电机舱的智能相机；
二.在风电机舱内安装该智能相机，将相机固定在风电机舱的内壁上，将数据采集点固定于发电机组的外壁、以图像数据的方式采集温度、漏油、振动、烟雾参数、以此监控舱内环境的异常情况；
三.在风电机舱外安装智能相机，将相机固定在风塔的外壁上，以图像数据的方式采集相邻风塔的温度、漏油、振动、烟雾参数和叶片的速度、弧度和夹角参数，并对风塔的倾斜角度进行采集，以此监控各个风塔的异常情况；
四.风力电厂和风电机舱的智能相机联网，可以利用相机的通信接口，实现安装在风电机舱内部的相机之间的联网，同时，实现安装在风塔外部的相机之间的联网，同时，实现风塔外部安装的相机和风电机舱内部相机之间的联网；形成风力电厂和风电机舱的分析监控***和网络；
五.监控中心在收到风电机舱的异常信息后，立刻启动已经制定好的安全预案，通知相关领导和责任人，启动安全预案中所制定的应急措施。
本发明可以在数百公里的范围内对数千台风塔进行全面的监控。利用智能相机，可以在第一时间内联系距离最近的维修人员，克服传统以传感器为数据采集方式的监控***的缺陷和不足。使得风力发电现场范围大、不易监控的技术难题得以解决。
在这一前提下，就可以充分利用风力发电机舱内数量有限的消防设备或储备有限的应急物资将火灾等事件即时扑灭，避免事态的进一步扩大。
本发明的实现还在于：在程序步骤三.中，通过智能相机中的数据处理单元对当前运行环境的室内温度、烟雾浓度、设备运行温度进行分类，分类成不同的安全等级，具体包括：
(1)安全：未发现异常；
(2)预警：识别的环境参数超过正常值的10-20％；
(3)危险：识别的环境参数超过正常值的20-30％；
(4)紧急：识别的环境参数超过正常值的40％以上。
这些取值经过大量的现场分析和维护人员的经验获得。能够及时的发现并启动安全事件的先兆。
本发明的实现还在于：预警信息的格式和数据类型包括：
(1)安全类型：安全、预警、危险、紧急；
(2)异常设备编号和类型；
(3)异常参数的具体数值；
(4)安全事件现场定位参数和风电机舱标号；
(5)启动应急措施编号；
(6)启动安全预案编号；
(7)应急救援物资的标号、地点和库存数量。
本发明的这些设计可以让现场的维护人员和施救人员在第一时间掌握应急救援的资源，提高了应急救援的效率，使得安全事件的检测更加准确和精确。
本发明的实现还在于：在嵌入式智能相机里面放置有小型的数据库，该数据库的信息可以通过网络由远端的监控中心进行修改，该小型数据库的信息至少包括以下字段：
(1)维护和救援人员个人信息和联系方法；
(2)风电机舱内的设备类型和设备数量；
(3)风电机舱的消防单元的种类和数量；
(4)应急预案和应急措施的编号；
(5)应急救援物资的标号、地点和库存数量。
本发明的这些设计可以直接使救援人员直接定位事故点，对事故类型提前预知并提前准备。
本发明的实现还在于：由多个安装于风电机舱内外的智能相机组成相互联系的***和网络，组建成内部和外部同时监控的智能分析***，***中的多个相机相互协调，组成具有可重构的自组织网络。即：风力电厂和风电机舱用智能相机联网，可以利用相机的通信接口，实现安装在风电机舱内部的相机之间的联网，实现安装在风塔外部的相机之间的联网，同时，实现风塔外部安装的相机和风电机舱内部相机之间的联网。每一个相机都是网络中的一个节点，都可以直接和监控中心联系，都可以向维护和检修人员发送数据。
建立网络结构是目前风力电厂监控的一个趋势，特别适合于我国风力建设的具体情况，随着我国3G网络的不断建设和完善，监控***的功能也将进一步的拓展。
由于本发明综合考虑了风力电厂布局大，每个风塔的运转以及风电机舱具体构成情况，针对形成不安全因素的具体情况，采用多光谱波段的图像处理技术，针对风电机舱内当前运行环境的室内温度、烟雾浓度、设备运行温度，进行图像采集；利用嵌入式计算机DSP/FPGA和图像视觉分析技术，将风力发电现场和风力机舱中的场景目标进行定位并识别场景内出现的目标信息和所发生的安全事件进行比较和分析。与多光谱波段的图像处理技术结合，对机舱内的环境进行实时处理和分析，分类出当前运行环境的室内温度、烟雾浓度、设备运行温度等信息的超标量值，甄别后作为预警信号发送，不需要将原始采集的图像数据发送到远端的监控中心。所有的数据处理和分析工作直接在风电现场和风电机舱内安装的智能相机中直接完成。并将分析结果直接发送到远端监控中心和距离现场最近的维护或救援人员或相关责任人员的手机上。
本发明不依赖于后台监控中心的数据处理能力和数据传输的带宽和速率的限制，特别适合于安装在偏远地区的风力发电机组上。因此，本发明弥补了我国目前风力机组在运营和维护中的人力资源严重不足的问题。同时，本发明也不依赖于其他的传感器组或其他的火灾、烟雾监测设备，可以在风电机舱内直接安装和整个电厂分布性安装，现场采集与监测报警一并处理。提高了风电机舱环境监测的精度，实现了风电机舱维护和运营的自动监控和紧急应急处理功能。本发明克服了传统以传感器为数据采集方式的监控***的缺陷和不足，使得风力发电现场范围大、不易监控的技术难题得以解决。
附图说明：
图1是本发明中风力电厂和风电机舱用智能相机的结构示意图；
图2是本发明基于智能相机的自组织风力电厂监控网示意图；
图3是本发明的基于智能相机的自组织风塔发电机舱监控网络图；
图4是本发明的基于智能相机的舱内外监控组网方式；
图5是本发明的技术方案实现的流程图。
具体实施方式：
下面结合附图对本发明进一步详细说明：
实施例1：本发明是一种风力电厂和风电机舱的智能分析监控装置，本发明的基础和根本是首先发明了一种风力电厂和风电机舱用智能相机，该智能相机有CCD采集单元、有数据处理单元和无线和有线通信接口，见图1，在数据处理单元上连接有CCD采集单元、连接有小型数据库、连接有USB接口、链接有无线和有线通信接口，工作软件安装于数据处理单元内，以上构成风力电厂和风电机舱用智能相机，该智能相机安装于风电机舱内，与风电机舱内原有的设备没有任何电气联系，采集、分析和监控风电机舱内的安全信息。风力电厂和风电机舱用智能相机中的数据处理单元是基于嵌入式DSP和FPGA的数据处理单元，采用TI6467处理器构成。其***模块选用：CCD-SONY274，RJ45，USB2.0，DDR2等，其中TI6467完成数据采集和处理，RJ45模块实现有线、无线INTERNET、WIFI等完成数据传输功能，见图1。
随着嵌入式DSP和FPGA技术的发展，本发明的风力电厂和风电机舱用智能相机克服了传统相机分辨率低、图像质量容易受光照影响等缺点，采用了高清CCD取代以往的摄像机加分析板卡的结构，更加适用于风力电厂和风电机舱的现场图像采集。
CCD采集单元为多光谱图像采集单元，其中的采集镜头为多光谱采集镜头，CCD采集单元中还包括基于XILINX-FPGA-SPATAN3e的图像处理单元；图像处理单元与数据处理单元数据连接，数据处理单元对采集的图像数据进行现场处理和分析，得出异常或报警信息；工作软件即安全预案和应急措施的联动***安装于数据处理单元中；在每一个风塔的风电机舱内安装风力电厂和风电机舱用智能相机，与风电机舱内原有的设备没有任何电气联系，保证了原有设备的稳定性和可靠性。将智能相机固定在风电机舱的内壁上，将数据采集点固定于发电机组的外壁、以图像数据的方式采集温度、漏油、振动、烟雾参数、以此监控舱内环境的异常情况；在风电机舱外部分布性安装有风力电厂和风电机舱用智能相机，将相机固定在风塔的外壁上，以图像数据的方式相邻风塔的温度、漏油、振动、烟雾参数和叶片的速度、弧度和夹角参数并对风塔的倾斜角度进行采集，以此监控各个风塔的异常情况。
如图3所示，数据处理单元将异常或报警信息通过无线通信接口传递到远端监控中心和距离现场最近的维护或救援人员或相关责任人员的手机上。每一个风塔内安装的智能相机可以直接将本风塔的信息发送出去。每一风电机舱内安装的风力电厂和风电机舱用智能相机相联成网，舱外分布性安装的风力电厂和风电机舱用智能相机也相联成网，舱内安装与舱外分布性安装的风力电厂和风电机舱用智能相机之间互联成网，形成风力电厂和风电机舱的智能分析监控***和网络，见图4。
实施例2：风力电厂和风电机舱的智能分析监控装置同实施例1，参见图2，安装在风电机舱外部的风力电厂和风电机舱用智能相机之间组成网络。智能相机11可以监控风塔1、2、3的叶片组的工作状态和风塔的倾斜角度，同理，智能相机21和31也分别监控风塔1、2、3的叶片组的工作状态和风塔的倾斜角。如果有一个智能相机发生故障，其他智能相机可以替代发生故障的智能相机工作。另外，对于外部的监测点，采用一个监测点安装一部智能相机，但设置多个采集镜头，本例中采用4部智能相机，东南西北环绕性安装，这样对于外部安装的智能相机数量可以根据风塔的数量和监控范围进一步的优化。
同时，安装在外部的智能相机可以与安装于风电机舱内的风力电厂和风电机舱用智能相机联网组建成内部和外部同时监控的智能分析***，***中的多个相机相互协调，组成具有可重构的自组织网络。当某一个相机发生故障时，***可以自动调整其他节点的智能相机投入工作。
实施例3：风力电厂和风电机舱的智能分析监控装置同实施例1-2，其中的CCD多光谱采集镜头，根据现场的具体情况，针对特殊检测点，在一个风塔的风电机舱内安装两个风力电厂和风电机舱用智能相机，其中一个白天工作，另一个夜间工作，两各智能相机交替工作，可以延长使用寿命。此时采用可见光镜头主要用于白天舱外的检测，夜间工作的只能相机采用红外镜头或近红外镜头，总之，不同的光谱镜头以适应采集不同的检测目标，实现全方位的检测，将防患于未然落实到监测点。
本发明智能相机中的小型数据库，该数据库的信息能够通过网络由远端的监控中心进行修改。当某一个相机发生故障时，***可以自动调整其他节点的智能相机投入工作并将发生故障相机的数据库数据复制到其他相机节点上，使得传递的信息随时得以更新。
实施例4：风力电厂和风电机舱的智能分析监控装置同实施例1-3，如图2所示，安装于外部的风力电厂和风电机舱用智能相机对安装点附近的风塔进行实时采集，具体是针对每一个风塔上叶片的夹角、速度和叶片弧度状态进行采集，并对风塔的倾斜角度进行采集。
实施例5：风力电厂和风电机舱的智能分析监控装置同实施例1-4，风力电厂和风电机舱的智能分析监控方法是采用图像识别方法，基于风力电厂和风电机舱用智能相机及其联网形成联动方式，分析出目前每一风电机舱和整个风力电厂存在的异常情况，将所识别的火灾类型、漏油类型、漏油设备、温度异常参数、温度异常的设备的信息经过智能相机中的数据处理单元进行分类和处理，结果通过无线接口发送到远端的监控中心，进行预警或报警。
如图5所示，该风力电厂和风电机舱的智能分析监控方法运作的程序有：
一.首先，设计与制备风力电厂和风电机舱的智能相机；
二.在风电机舱内安装该智能相机，将相机固定在风电机舱的内壁上，将数据采集点固定于发电机组的外壁、以图像数据的方式采集温度、漏油、振动、烟雾参数、以此监控舱内环境的异常情况；
三.在风电机舱外安装智能相机，将相机固定在风塔的外壁上，以图像数据的方式采集相邻风塔的温度、漏油、振动、烟雾参数和叶片的速度、弧度和夹角参数并对风塔的倾斜角度进行采集，以此监控各个风塔的异常情况；
四.风力电厂和风电机舱的智能相机联网，可以利用相机的通信接口，实现安装在风电机舱内部的相机之间的联网，同时，实现安装在风塔外部的相机之间的联网，同时，实现风塔外部安装的相机和风电机舱内部相机之间的联网；形成风力电厂和风电机舱的分析监控***和网络；
五.监控中心在收到风电机舱的异常信息后，立刻启动已经制定好的安全预案，通知相关领导和责任人，启动安全预案中所制定的应急措施。
本发明采用图像识别和分析技术取代传感器采集数据进行分析和识别，具体包括：发电机组的控制柜、发电机、轴承和机舱外壳、变速箱、刹车、机舱顶部和底部。本发明简化了监控***的构成和结构、提高了检测的速度和精度，使得大面积和大范围的风力发电的现场监测得以实现。
本发明利用智能相机作为监控终端在我国的风力发电监控领域还属于空白。通过将多个智能相机组成的阵列部署在建立在海上、滩涂和偏远领域的风力电厂，不仅可以把过去在需要几小时乃至更长时间才能完成处理、传送和利用的目标信息，压缩到几分钟、几秒钟完成，还可以通过大规模节点部署来有效避免因某一节点的损坏而导致整个监测***的崩溃。同时，智能相机中还可以集成各种智能视频分析技术来进行火灾、温度和烟雾的检测。
实施例6：风力电厂和风电机舱的智能分析监控技术和***同实施例1-5，在程序步骤三.中，通过智能相机中的数据处理单元对当前运行环境的室内温度、烟雾浓度、设备运行温度进行分类，分类成不同的安全等级，具体包括：
(1)安全：未发现异常；
(2)预警：识别的环境参数超过正常值的10-20％；
(3)危险：识别的环境参数超过正常值的20-30％；
(4)紧急：识别的环境参数超过正常值的40％以上。
这些取值经过大量的现场分析和维护人员的经验获得，能够及时的发现并启动安全事件的先兆。这些取值可以根据现场的具体情况进行调整和修改。
实施例7：风力电厂和风电机舱的智能分析监控技术和***同实施例1-6，预警信息的格式和数据类型包括：
(1)安全类型：安全、预警、危险、紧急；
(2)异常设备编号和类型；
(3)异常参数的具体数值；
(4)安全事件现场定位参数和风电机舱标号；
(5)启动应急措施编号；
(6)启动安全预案编号；
(7)应急救援物资的标号、地点和库存数量。
本发明的这些设计可以让现场的维护人员和施救人员在第一时间掌握应急救援的资源，提高了应急救援的效率，使得安全事件的检测更加准确和精确。
实施例8：风力电厂和风电机舱的智能分析监控技术和***同实施例1-7，在嵌入式智能相机里面放置有小型的数据库，该数据库的信息可以通过网络由远端的监控中心进行修改，该小型数据库的信息至少包括以下字段：
(1)维护和救援人员个人信息和联系方法；
(2)风电机舱内的设备类型和设备数量；
(3)风电机舱的消防单元的种类和数量；
(4)应急预案和应急措施的编号；
(5)应急救援物资的标号、地点和库存数量。
本发明的这些设计可以直接使救援人员直接定位事故点，对事故类型提前预知并提前准备。
实施例9：风力电厂和风电机舱的智能分析监控技术和***同实施例1-8，由多个安装于风电机舱内外的智能相机组成相互联系的***和网络，组建成内部和外部同时监控的智能分析***，***中的多个相机相互协调，组成具有可重构的自组织网络。即：风力电厂和风电机舱的智能相机联网，可以利用相机的通信接口，实现安装在风电机舱内部的相机之间的联网，同时，实现安装在风塔外部的相机之间的联网，同时，实现风塔外部安装的相机和风电机舱内部相机之间的联网。每一个相机都是网络中的一个节点，都可以直接和监控中心联系，都可以向维护和检修人员发送数据。
如图3所示，风力电厂和风电机舱用智能相机联网，可以利用相机的通信接口，实现安装在风电机舱内部的相机之间的联网，同时，如图4所示，实现安装在风塔外部的相机之间的联网，同时，实现风塔外部安装的相机和风电机舱内部相机之间的联网。风塔1-风塔4的内外均装有智能相机。机舱内安装的智能相机可以组成内网，机舱外安装的智能相机可以组成外网，内外网络之间的连接构成了联动的网络***。每一个相机都是网络中的一个节点，都可以直接和监控中心联系，都可以向维护和检修人员发送数据。

Claims (9)

1.一种风力电厂和风电机舱的智能分析监控装置，包括有：采集单元、数据处理单元和预警***，其特征在于：使用风力电厂和风电机舱用智能相机安装于风电机舱内和风电机舱外，风力电厂和风电机舱用智能相机之间联网形成风力电厂和风电机舱的智能分析监控***和网络；风力电厂和风电机舱用智能相机的基本构成包括有：数据处理单元以及连接在数据处理单元上的CCD采集单元、小型数据库、USB接口、链接有无线和有线通信接口，风力电厂和风电机舱的安全预案和应急措施的联动***即工作软件安装于数据处理单元内，所述风力电厂和风电机舱的智能相机中的数据处理单元是基于嵌入式DSP和FPGA的数据处理单元，所述CCD采集单元为多光谱图像采集单元，其中的采集镜头为多光谱采集镜头，CCD采集单元中还包括基于FPGA的图像处理单元；图像处理单元与数据处理单元数据连接，数据处理单元对采集的图像数据进行现场处理和分析，得出异常或报警信息；所述无线和有线接口包括3G和GPRS通信接口，INTERNET接口；数据处理单元的输出信号通过无线通信接口传递异常或报警信息到远端监控中心和距离现场的维护或救援人员或相关责任人员的手机上。
2.根据权利要求1所述的风力电厂和风电机舱的智能分析监控装置，其特征在于：所述安装在风电机舱外部的风力电厂和风电机舱用智能相机与安装于风电机舱内的风力电厂和风电机舱用智能相机联网组建成内部和外部同时监控的智能分析***，***中的多个相机相互协调，组成具有可重构的自组织网络。
3.根据权利要求2所述的风力电厂和风电机舱的智能分析监控装置，其特征在于：所述CCD多光谱采集镜头，或为可见光镜头，或为红外光镜头，或为近红外镜头；所述小型数据库，该数据库的信息能够通过网络由远端的监控中心进行修改。
4.根据权利要求1或2或3所述的风力电厂和风电机舱的智能分析监控装置，其特征在于：所述安装于外部的风力电厂和风电机舱用智能相机对安装点附近的风塔进行实时采集，具体是针对每一个风塔上叶片的夹角、速度和叶片弧度状态进行采集，并对风塔的倾斜角度进行采集。
5.一种风力电厂和风电机舱的智能分析监控方法，其特征在于：采用图像处理方法，基于风力电厂和风电机舱用智能相机及其联网形成联动方式，分析出目前每一风电机舱和整个风力电厂存在的异常情况，将所识别的火灾类型、漏油类型、漏油设备、温度异常参数、温度异常的设备的信息经过智能相机中的数据处理单元进行分类和处理，结果通过无线接口发送到远端的监控中心，进行预警或报警，
该风力电厂和风电机舱的智能分析监控方法运作的程序有：
一.首先，设计与制备风力电厂和风电机舱的智能相机；
二.在风电机舱内安装该智能相机，将相机固定在风电机舱的内壁上，将数据采集点固定于发电机组的外壁、以图像数据的方式采集温度、漏油、振动、烟雾参数、以此监控舱内环境的异常情况；
三.在风电机舱外安装智能相机，将相机固定在风塔的外壁上，以图像数据的方式采集相邻风塔的温度、漏油、振动、烟雾参数和叶片的速度、弧度和夹角参数，并对风塔的倾斜角度进行采集，以此监控各个风塔的异常情况；
四.风力电厂和风电机舱的智能相机联网，可以利用相机的通信接口，实现安装在风电机舱内部的相机之间的联网，同时，实现安装在风塔外部的相机之间的联网以及实现风塔外部安装的相机和风电机舱内部相机之间的联网；形成风力电厂和风电机舱的分析监控***和网络；
五.监控中心在收到异常信息后，立刻启动已经制定好的安全预案，通知相关领导和责任人，启动安全预案中所制定的应急措施。
6.根据权利要求5所述的风力电厂和风电机舱的智能分析监控方法，其特征在于：在程序步骤三.中，通过智能相机中的数据处理单元对当前运行环境的室内温度、烟雾浓度、设备运行温度进行分类，分类成不同的安全等级，具体包括：
(1)安全：未发现异常；
(2)预警：识别的环境参数超过正常值的10-20％；
(3)危险：识别的环境参数超过正常值的20-30％；
(4)紧急：识别的环境参数超过正常值的40％以上。
7.根据权利要求5或6所述的风力电厂和风电机舱的智能分析监控方法，其特征在于：所述预警信息的格式和数据类型包括：
(1)安全类型：安全、预警、危险、紧急；
(2)异常设备编号和类型；
(3)异常参数的具体数值；
(4)安全事件现场定位参数和风电机舱标号；
(5)启动应急措施编号；
(6)启动安全预案编号；
(7)应急救援物资的标号、地点和库存数量。
8.根据权利要求7所述的风力电厂和风电机舱的智能分析监控方法，其特征在于：所述在嵌入式智能相机里面放置有小型的数据库，该数据库的信息可以通过网络由远端的监控中心进行修改，该小型数据库的信息至少包括以下字段：
(1)维护和救援人员个人信息和联系方法；
(2)风电机舱内的设备类型和设备数量；
(3)风电机舱的消防单元的种类和数量；
(4)应急预案和应急措施的编号；
(5)应急救援物资的标号、地点和库存数量。
9.根据权利要求8所述的风力电厂和风电机舱的智能分析监控方法，其特征在于：由多个安装于风电机舱内外的智能相机组成相互联系的***和网络，组建成内部和外部同时监控的智能分析***，***中的多个相机相互协调，组成具有可重构的自组织网络。即：风力电厂和风电机舱用智能相机联网，可以利用相机的通信接口，实现安装在风电机舱内部的相机之间的联网，同时，实现安装在风塔外部的相机之间的联网，同时，实现风塔外部安装的相机和风电机舱内部相机之间的联网。每一个相机都是网络中的一个节点，都可以直接和监控中心联系，都可以向维护和检修人员发送数据。
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