CN103442214A - 基于td-lte网络的电力环网柜状态采集装置及方法 - Google Patents

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刘海波
白树军
曾志强
李新堂
邓翔
蒋斌
宁培松
杨安华
张青
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Abstract

本发明公开了一种基于TD-LTE网络的电力环网柜状态采集装置及方法，包括电源电路、图像采集电路、照明电路、***处理电路以及TD-LTE无线传输电路，所述图像采集电路用于采集电力环网柜开关状态的图像信息，并将所述图像信息发送至***处理电路；所述照明电路用于为所述图像采集电路采集所述图像信息提供照明；所述***处理电路用于开启或关闭所述照明电路，以及对所述图像信息进行封装处理，并将封装后的图像信息发送至所述TD-LTE无线传输电路；所述TD-LTE无线传输电路通过TD-LTE无线网络发送所述封装后的图像信息。本发明采集信息准确可靠，替代了现有人工巡查的工作,极大的节省了开关柜巡查的人力成本。

Description

基于TD-LTE网络的电力环网柜状态采集装置及方法
技术领域
本发明涉及电力环网柜监控装置，尤其涉及的是一种基于TD-LTE网络的电力环网柜状态采集装置及方法。
背景技术
当前电力***的配电***已经实现自动化，可以通过远程遥控实现配网环网柜内变电开关的打开、闭合操作；由于电力业务的特殊性，为了确保开关的操作可靠、准确，在远程配置后，还要人工巡视检查，确认开关操作到位，没有误操作。目前市场上的远程视频监控设备，一般基于公共移动无线网络(联通\电信\移动）实现无线远程监控，摄像头录取图像后转换为IP数据，通过公共无线网络传回监控中心。
电力环网柜内部空间纵深距离短，而需要监控的开关状态的图象的左右范围很宽、上下范围很长，需要摄像头焦距短，广角大，而且设备体积小；环网柜封闭、无光源，而且开关状态使用彩色区分，图片采集无法使用红外拍摄，需要采集装置自带照明装置，照片清晰度要高；环网柜置于户外环境恶劣，整个装置需要满足防水、耐高温的要求，采用公共移动无线网络的传输模式，由于用户共享带宽，无法提供可靠的保证带宽，传输质量无法保证。目前市场上的无线监控摄像头无法满足上述全部需求。
因此，现有技术还有待于改进和发展。
发明内容
针对现有技术的上述缺陷，本发明提供一种基于TD-LTE网络的电力环网柜状态采集装置及方法，以实现对电力环网柜开关状态的远程采集，替代人工巡查方式，并达到防水、耐高温的要求。
本发明解决技术问题所采用的技术方案如下：
一种基于TD-LTE网络的电力环网柜状态采集装置，其中，包括电源电路、图像采集电路、照明电路、***处理电路以及TD-LTE无线传输电路，其中，
所述电源电路用于为所述采集装置提供工作电源；
所述图像采集电路用于采集电力环网柜开关状态的图像信息，并将所述图像信息发送至***处理电路；
所述照明电路用于为所述图像采集电路采集所述图像信息提供照明；
所述***处理电路用于开启或关闭所述照明电路，以及对所述图像信息进行封装处理，并将封装后的图像信息发送至所述TD-LTE无线传输电路；
所述TD-LTE无线传输电路通过TD-LTE无线网络发送所述封装后的图像信息。
所述的基于TD-LTE网络的电力环网柜状态采集装置，其中，所述图像采集电路和照明电路封装在第一组件内，所述电源电路、***处理电路和TD-LTE无线传输电路封装在第二组件内，所述第一组件和第二组件之间通过数据线缆连接。
所述的基于TD-LTE网络的电力环网柜状态采集装置，其中，所述第一组件、第二组件以及数据线缆采用IP65封装标准。
所述的基于TD-LTE网络的电力环网柜状态采集装置，其中，所述照明电路包括至少两组灯泡。
所述的基于TD-LTE网络的电力环网柜状态采集装置，其中，所述图像采集电路包括用于拍摄所述图像信息的摄像头。
所述的基于TD-LTE网络的电力环网柜状态采集装置，其中，所述TD-LTE无线传输电路支持双天线接口。
所述的基于TD-LTE网络的电力环网柜状态采集装置，其中，所述图像采集电路与所述***处理电路通过视频总线连接。
所述的基于TD-LTE网络的电力环网柜状态采集装置，其中，所述电源电路对输入的电源进行滤波、稳压、隔离和电压变换处理，为所述采集装置提供工作需要的多种电压。
一种基于TD-LTE网络的电力环网柜状态采集方法，其中，包括步骤：
***处理电路开启照明电路，为图像采集电路提供照明；
图像采集电路采集电力环网柜开关状态的图像信息，并将所述图像信息发送至***处理模块；
所述***处理模块将所述图像信息进行封装，并发送至TD-LTE无线传输电路；
所述TD-LTE无线传输电路通过TD-LTE无线网络发送所述封装后的图像信息。
所述基于TD-LTE网络的电力环网柜状态采集方法，其中，所述图像采集电路在照明电路开启预定时间后开始采集电力环网柜开关状态的图像信息。
本发明所提供的基于TD-LTE网络的电力环网柜状态采集装置及方法，其达到的技术好处是：以照片的方式进行远程采集电力环网柜开关状态，采集信息准确可靠，替代了现有人工巡查的工作。采用本装置极大的节省了开关柜巡查的人力成本，节省了巡查时间。本装置除了用于电力环网柜操作确认检查外，由于操作便利，还可以作为环网柜的日常巡检，提高了电力网络的可靠性。
附图说明
图1是本发明提供的基于TD-LTE网络的电力环网柜状态采集装置的结构示意图。
图2是本发明提供的基于TD-LTE网络的电力环网柜状态采集装置的一优选实施例的结构示意图。
图3是本发明提供的基于TD-LTE网络的电力环网柜状态采集方法的流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明提供了一种基于TD-LTE网络的电力环网柜状态采集装置，如图1所示，该采集装置包括电源电路10、图像采集电路20、照明电路30、***处理电路40以及TD-LTE无线传输电路50，其中，所述电源电路10用于为所述采集装置提供工作电源；所述图像采集电路20用于采集电力环网柜开关状态的图像信息，并将所述图像信息发送至***处理电路40；所述照明电路30用于在所述图像采集电路20采集所述图像信息时提供照明；所述***处理电路40用于开启或关闭所述照明电路30，以及对所述图像信息进行封装处理，并将封装后的图像信息发送至所述TD-LTE无线传输电路50；所述TD-LTE无线传输电路50通过TD-LTE无线网络发送所述封装后的图像信息。
具体地，电源电路通过桥接电路连接输入电源，然后进行过压过流保护，并对输入的电源进行滤波、稳压、隔离和电压变换处理，为所述采集装置提供工作需要的多种电压，其中，电源电路输入的电压为+24V直流电压，电源电路对该+24V直流电压进行滤波、稳压、隔离和电压变换处理，输入本发明的采集装置需要的各种电压，包括12V直流电压、5V直流电压以及3.3V直流电压等等，这些电压分别供采集装置中的图像采集电路、照明电路、***处理电路以及TD-LTE无线传输电路使用。
由于电力环网柜内部空间纵深距离短，而需要监控的开关状态的图象的左右范围很宽、上下范围很长，需要摄像头焦距短，广角大，因此，图像采集电路包括用于拍摄的所述图像信息的摄像头，摄像头优选微型、高清摄像头，摄像头的数量根据实际需要而定。图像采集电路与所述***处理电路通过视频总线连接，因此，摄像头在捕捉到电力环网柜开关状态的图像信息后通过视频总线传输给***处理电路进行处理。
由于环网柜封闭、无光源，而且开关状态使用彩色区分，图片采集无法使用红外拍摄，需要采集装置自带照明装置，因此本发明的照明电路主要为图像采集电路提供照明功能，本实施例的照明电路包括有至少两组灯泡，这些灯泡优选微型、高亮LED照明灯泡。照明电路在为图像采集电路提供照明时，会根据***处理电路的开关量指令开启或关闭照明。
***处理模块是整个装置的核心，在查询电力环网柜开关状态时，首先会向照明电路发送开光量指令，开启照明电路，为图像采集电路提供照明，而为了保证图像采集装置中摄像头曝光充分，***处理模块会控制图像采集电路延时一定时间后开始采集图像，具体延时时间可以根据摄像头的具体性能进行实际设定。***处理电路将采集到的图像信息进行无损压缩并封装为IP数据包，通过串行总线发送给TD-LTE无线传输电路。此时为了避免灯泡长时间过热造成损坏，在***处理电路将封装后的图像信息发送至所述TD-LTE无线传输电路后关闭照明灯泡。
为了达到较好的处理效果，本实施例的***处理电路由工业级的ARM处理器、NOR flash闪存、NAND flash闪存、DRAM动态存储芯片、高速USB控制器及LINUX操作***组成。
进一步地，本发明的TD-LTE无线传输电路通过USB总线与***处理电路连接，并在***处理电路中映射为ARM处理器的一个以太网接口，实现本地终端设备数据到TD-LTE无线网络的连接，且TD-LTE无线传输电路支持双天线接口，实现多路发射功能，通过这种TD-LTE无线专网的数据通信，保证了传输带宽以及图像传输质量。
优选地，为了便于电力环网柜内部安装，如图2所示，本发明将整个采集装置分为两个组件，包括第一组件100和第二组件200，其中，图像采集电路20和照明电路30封装在第一组件100内，电源电路10、***处理电路40和TD-LTE无线传输电路50封装在第二组件200内，第一组件100和第二组件200之间通过数据线缆连接，这样该采集装置不仅满足了电力环网柜的内部安装，而且还达到了设备体积小的要求。为了满足防水、耐高温的要求，第一组件和第二组件以及数据线缆优选但不限于采用IP65的封装标准。
通过该采集装置，本发明实现了电力环网柜开关状态的视频监控，集照明、图像采集于一体，便于对电力环网柜开关各彩色状态的捕捉。
基于上述电力环网柜状态采集装置，本发明还提供了一种基于TD-LTE网络的电力环网柜状态采集方法，包括步骤：
步骤S100、***处理电路开启照明电路，为图像采集电路提供照明；
步骤S200、图像采集电路采集电力环网柜开关状态的图像信息，并将所述图像信息发送至***处理模块；
步骤S300、所述***处理模块将所述图像信息进行封装，并发送至TD-LTE无线传输电路；
步骤S400、所述TD-LTE无线传输电路通过TD-LTE无线网络发送所述封装后的图像信息。
其中，所述图像采集电路在照明电路开启预定时间后开始采集电力环网柜开关状态的图像信息。而针对上述步骤中各个电路的具体实施过程，如前所述，在此不一一赘述。
综上所述，本发明提供的基于TD-LTE网络的电力环网柜状态采集装置及方法，通过以照片的方式进行远程采集电力环网柜开关状态，采集信息准确可靠，替代了现有人工巡查的工作。同时极大的节省了开关柜巡查的人力成本，节省了巡查时间。而且本装置除了用于电力环网柜操作确认检查外，由于操作便利，还可以作为环网柜的日常巡检，提高了电力网络的可靠性。
应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于TD-LTE网络的电力环网柜状态采集装置，其特征在于，包括电源电路、图像采集电路、照明电路、***处理电路以及TD-LTE无线传输电路，其中，
所述电源电路用于为所述采集装置提供工作电源；
所述图像采集电路用于采集电力环网柜开关状态的图像信息，并将所述图像信息发送至***处理电路；
所述照明电路用于为所述图像采集电路采集所述图像信息提供照明；
所述***处理电路用于开启或关闭所述照明电路，以及对所述图像信息进行封装处理，并将封装后的图像信息发送至所述TD-LTE无线传输电路；
所述TD-LTE无线传输电路通过TD-LTE无线网络发送所述封装后的图像信息。
2.根据权利要求1所述的基于TD-LTE网络的电力环网柜状态采集装置，其特征在于，所述图像采集电路和照明电路封装在第一组件内，所述电源电路、***处理电路和TD-LTE无线传输电路封装在第二组件内，所述第一组件和第二组件之间通过数据线缆连接。
3.根据权利要求2所述的基于TD-LTE网络的电力环网柜状态采集装置，其特征在于，所述第一组件、第二组件以及数据线缆采用IP65封装标准。
4.根据权利要求1所述的基于TD-LTE网络的电力环网柜状态采集装置，其特征在于，所述照明电路包括至少两组灯泡。
5.根据权利要求1所述的基于TD-LTE网络的电力环网柜状态采集装置，其特征在于，所述图像采集电路包括用于拍摄所述图像信息的摄像头。
6.根据权利要求1所述的基于TD-LTE网络的电力环网柜状态采集装置，其特征在于，所述TD-LTE无线传输电路支持双天线接口。
7.根据权利要求1所述的基于TD-LTE网络的电力环网柜状态采集装置，其特征在于，所述图像采集电路与所述***处理电路通过视频总线连接。
8.根据权利要求1所述的基于TD-LTE网络的电力环网柜状态采集装置，其特征在于，所述电源电路对输入的电源进行滤波、稳压、隔离和电压变换处理，为所述采集装置提供工作需要的多种电压。
9.一种基于TD-LTE网络的电力环网柜状态采集方法，其特征在于，包括步骤：
***处理电路开启照明电路，为图像采集电路提供照明；
图像采集电路采集电力环网柜开关状态的图像信息，并将所述图像信息发送至***处理模块；
所述***处理模块将所述图像信息进行封装，并发送至TD-LTE无线传输电路；
所述TD-LTE无线传输电路通过TD-LTE无线网络发送所述封装后的图像信息。
10.根据权利要求9所述基于TD-LTE网络的电力环网柜状态采集方法，其特征在于，所述图像采集电路在照明电路开启预定时间后开始采集电力环网柜开关状态的图像信息。
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