CN104850816A - 基于IPv6的变电站巡检中视频监控及射频识别二维码的*** - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于IPv6的变电站巡检中视频监控及射频识别二维码的***及方法，***由视频监控模块与射频识别二维码模块构成；视频监控模块自顶向下，由监控调度中心与各级监控中心和监控设备组成；射频识别二维码模块由二维码模块、射频前端以及处理中心组成。该***为电力通信行业提供了设备监控、人员操作监控和运行维护监控等视频监控任务，在电力行业中，对电力设备，尤其是变电站，做到定期到位的巡视检查，这是电力***安全、稳定运行的重要保障，变电站巡检可及时发现其缺陷和故障，视频监控模块采取IPv6通信协议进行网络通信，在数据的安全性与传输性能方面都得到了提高。本发明***简单、完整，扩展性能好；工作可靠、具有很好的推广应用前景。

Description

基于IPv6的变电站巡检中视频监控及射频识别二维码的***

技术领域

本发明属于电力通信领域，涉及视频监控及射频识别二维码的***，更具体的，涉及以IPv6关键技术为基础的变电站巡检中视频监控及射频识别二维码技术的方法，可应用于电力通信行业的设备监控、人员操作监控、运行维护监控等领域。

背景技术

二维码(two-dimensional bar code)，也称二维条码，是相对于一维码而言的，它根据某种特定的几何图形，将数据符号信息按一定规律记录在平面(二维方向上)分布的黑白相间的图形内[5]。在代码编制上，它巧妙的利用构成计算机内部逻辑基础的“0”、“1”比特流的概念，使用若干个与二进制相对应的几何形体来表示文字数值信息，通过图象输入设备或光电扫描设备自动识读以实现信息自动处理。它具有条码技术的一些共性：每种码制有其特定的字符集；每个字符占有一定的宽度；具有一定的校验功能等。同时还具有对不同行的信息自动识别功能、及处理图形旋转变化等特点。

二维码是一种比一维码更高级的条码格式。与一维条码相比，二维条码能够在横向和纵向两个方位同时表示信息，弥补了一维条码存在的缺陷。首先，二维条码能够在很小的面积内表示大量的信息，脱离了对数据库的依赖；其次，二维条码能够表示汉字、图像等信息，拓展了条码的应用领域：再次，二维条码具有纠错功能，提高了条码的抗干扰能力；因此二维码的应用领域要广得多。

在变电站巡检过程中加入射频识别和二维码技术，可以极大的提高巡检效率以及确保巡检按时、保质保量完成，对于确保电力安全具有十分重要的意义。

普通意义上的视频监控包括前段摄像机、传输线缆、视频监控平台三个部分。摄像机可分为网络数字摄像机和模拟摄像机，可作为前端射频图像信号的采集。完整的视频监控***是由摄像、传输、控制、显示、记录登记5大部分组成。

视频监控***发展了短短二十几年时间，从模拟监控到火热数字监控再到方兴未艾的网络视频监控，发生了翻天覆地的变化。在IP技术逐步统一全球的今天，拥有独立IP的监控设备已经能完成更多具有实际意义的工作了。然而，目前监控市场缺少统一的规范，而且IPv4地址也岌岌可危，所有，将监控***与IPv6技术相结合势在必行。

IPv6是“Internet Protocol Version 6”(互联网协议第6版)的缩写，换句话说，IPv6就是下一代互联网NGI(Next Generation Internet)协议。现在使用的第二代互联网IPv4技术，核心技术属于美国。它最大的问题是网络资源的有限，从理论上讲，编址1600万个网络、40忆台主机。而IPv6所拥有的地址容量可以达到IPv4的约8x1028倍。虽然IPv6也会造成IP地址的浪费，但是，在于IPv4对比起来，IPv4实现的只是人机对话，而IPv6则扩展到了任意事务之间的对话，它不再只为人提供服务，更可以为更多类型的硬件提供服务，例如“家电、传感器、远程录像设备”等。

在现代电力行业中，供电***线路繁多，且输电线路长、电压等级多、地域分布广，因此给线路巡检和管理工作带来了诸多困难。传统的电力设备巡检普遍采用的人工巡视、手工纸质记录的落后工作方式，存在记录丢失、效率低下、工作周期长、巡检的到位情况不易于监督等管理上的漏洞，使得电力部门不能及时准确的掌握供电***的设备状况。

因此，随着下一代互联网技术和应用的普及，如何克服上述现有技术的缺陷、尽快研制出一种以IPv6技术为基础的变电站巡检中视频监控及射频识别二维码技术应用的方法就成为业内技术人员关注的新的焦点。

发明内容

本发明技术解决问题：克服现有技术的不足，提供一种基于IPv6的变电站巡检中视频监控及射频识别二维码的***，实现远程视频实时监控、信息存储、监督巡检等多功能视频监控任务，实现巡检人员对设备的检测与到点记录报告的功能，能够有效地解决变电站巡检中存在的问题。

本发明技术解决方案：一种基于IPv6的变电站巡检中视频监控及射频识别二维码的***，所述***包括视频监控模块与射频识别二维码模块；

所述视频监控模块包括顶级监控中心、各分级监控中心、监控设备；顶级监控中心、各分级监控中心和监控设备通过IPv6通信技术互联，实现实时监控与任务监督作用；顶级监控中心发挥调度中心的作用，它向各个分级监控中心下发监控任务，同时也监管下级监控中心的监控情况；各分级监控中心向上对顶级监控中心负责，它将顶级监控中心发来的任务向下一级监控设备进行部署；监控设备是监控任务的执行者，根据任务开始执行监控，返回任务信息；

所述射频识别二维码模块设有数据控制中心、前端设备射频识别模块及二维码信息生成模块；数据控制中心是信息处理中心，对前端设备主要是移动终端发回的巡检数据进行接收、分类存储、查询，并可生成相关报表，对其中的变电站中的机器设备异常可进行统计与提示变电站中的机器设备缺陷信息，该数据控制中心还具有数据库维护功能，可进行巡检地点、巡检项目、巡检周期、巡检线路自定义功能；

前端设备射频识别模块以前端设备为载体，对变电站中的机器设备的二维码进行扫描识别，查看变电站中的机器设备信息；二维码信息生成模块为变电站中的机器设备生成具有唯一ID并且包含该设备信息的二维码标识。

所述移动终端符合三防等级的要求，并能无线上网，3G上网和语言通话，具有GPS导航定位功能，而且必须具有二维码扫描的功能；用它自动或手动向数据控制中心每隔一定时间间隔发一条关于当前巡检人员的位置、方向的信息，如果出现变电站中的机器设备没有正常运行的情况，就需要将故障类型、设备编号并结合当前移动终端的二维码信息发送到数据控制中心。

所述视频监控模块的监控设备包括一体化摄像机、红外摄像机以及球机多种监控设备；

所述一体化摄像机内嵌了IPv6协议，并且内嵌了明火预警模块，对采集到的信息进行预处理与压缩编码，提高信息的处理速度；

所述红外摄像机，提高对光照不足的巡检路线的监控，使得监控巡检路线更加的完善，保证了巡检人员与变电站中的机器设备管理的安全有效监督。

所述的监控设备中的球机安放在遮蔽物多的场景，做得无死角的监控，将隐患监控做到最全面、最到位，让各分级监控中心全面了解监控的实时动态信息。

所述的视频监控模块的通信网络采用IPv6通信协议，采用了DVS网络视频服务器，提供了点对点的实时通信，提供了更加安全的传输机制；提供了视频压缩与解压功能，完成图像数据的采集与复原，采用目前比较流行的H.264的图像数据压缩功能；通过网络传输数据，提供数据传输安全认证功能。

所述的视频模块的监控设备由视频分配器控制分流，音视频分配器系列又名AV分配器，具有高性能指标的分配放大器，高性能指标指分配器处理音频的效率很高,出错率低,有很好的校正机制；音视频分配器把1路、4路、8路、16路视频输入信号分配成多路视频输出信号；采用视频运算放大器，视频信号通过分配的同时，实现一定的相位校正，还有视频增益，是视频信号同时送给多个输出设备而不受影响。

本发明与现有技术相比的优点在于：

(1)本发明可以实现远程视频实时监控、信息存储、监督巡检等多功能视频监控任务，实现巡检人员对设备的检测与到点记录报告的功能，为电力巡检提供了更加便捷的操控方法与监督应用方法，更加有效的去管理巡检工作的进行。在电力行业中，对电力设备，尤其是变电站中，做到定期到位的巡视检查，这是电力***安全、稳定运行的重要保障，变电站巡检可及时发现其缺陷和故障，做到防患于未然。

(2)本发明采用二维码的变电站设备，可以方便进行巡检和检修，这种方法也可对巡检人员是否到位情况进行有效监督；借助前端设备的软硬件和数据中心的数据库统计查询功能,可根据巡检任务和巡检流程开发使用便捷的应用程序，自动记录巡检标记，简化记录缺陷或读数内容，提高了巡检工作的规范性和执行效率。与传统的方式(手工记录或条码)相比较,二维码技术应用于电力巡检具有更高的安全性,同时也提供了对整个电力设备资产全生命周期管理，各个设备和人员的一致性和联动管理的技术基础。

(3)视频监控模块采取IPv6通信协议进行网络通信，在监控终端配置了唯一的IPv6地址，大大提高了对整个***细致到每个节点的管理，使得监控范围、功能都有了很好的可扩展性，在数据的安全性与传输性能方面都得到了提高。

(4)整个***体系结构简单、完整，功能齐全，扩展性能好；***的实现操作简单、工作可靠、安全，具有很好的推广应用前景。

附图说明

图1是本发明的***架构图；

图2是本发明中的射频识别模块工作流程图；

图3是本发明中的视频监控模块的数据流图。

具体实施方式

如图1所示，本发明***包括射频识别二维码模块与视频监控模块，为电力巡检提供了更加便捷的操控方法与监督应用方法，更加有效的去管理巡检工作的进行。

其中射频识别二维码的工作流程如图2所示，以实现日常巡检标准信息化、数据记录规范化、工作绩效量信息化以及事故职责可查询等。射频识别二维码模块设有数据控制中心、前端设备射频识别模块以及二维码信息生成模块。数据中心包括数据管理工作站、数据服务器等。数据控制中心管理***可对移动终端发回的巡检数据进行接收、分类存储、查询，并可生成相关报表，对其中的设备异常可进行统计或转入检修管理***中生成设备缺陷信息，该数据管理***还具有数据库维护功能，可进行巡检地点、巡检项目、巡检周期、巡检线路自定义等功能。该管理***还负责同上层管理信息***(MIS)建立通信，实现信息共享。

巡检人员在进行巡检作业时，随身携带一个手持移动终端作为巡检设备，该移动终端应该符合三防等级的要求，并可无线上网，3G上网和语言通话，具有GPS导航定位功能，而且必须具有RFID射频识别和二维码扫描的功能。用它自动或手动向数据控制中心每隔一定时间间隔发一条关于当前巡检人员的位置、方向等的MIS信息，如果出现电力设备没有正常运行的情况，就需要将故障类型、设备编号并结合当前的手持设备终端RFID信息或者二维码信息发送到数据监控中心。

所述***中射频识别二维码模块具有下述功能，它的数据监控中心的接收机接收到所述***中前端设备采集到的相关信息，将这些存储起来。同时，巡检数据中心***将对接收机收到的信息经过***的读取与识别，准确显示出是什么时候发生的故障，是在哪里发生的故障，以及发生故障的设备类型、当时的巡检工作人员，这些相关的数据信息都会自动的存入数据库服务器，可在网上同步发布。在变电站上加设RFID标签，透过全球唯一的标识符，确保巡检人员只能自己亲自去现场才能取得RFID识别码，这样就能保障进行巡检的工作人员及时到位，通过在变电站需要巡检的不同设备上加设二维码标识，方便巡检人员通过扫描二维码，获取该设备的信息，如型号，厂家，需检查的操作等内容，方便发现故障后上传到数据中心，数据中心可根据此二维码标识，与数据库中设备匹配。通过RFID与二维码联合使用，保证变电站巡检的到位率。同时电力巡检人员通过巡检***中的数据库中的数据进行统计、汇总、分析以及预测分析加强管理和制定应对措施，确保电力设备安全运行。

所述***中的视频监控模块具有以下功能：该模块具有视频监控中心、传输网络、视频监控前端设备三个部分。该模块的设备支持内嵌的IPv6协议，彼此之间实现通信，将监控信息传输处理途径更加的扩大化，实现了良好的处理环境。内嵌的IPv6协议简化了报文头部格式，字段只有8个，加快了报文转发，提高了吞吐量。

所述***中的视频监控模块的前端监控设备包括：一体化摄像机、红外摄像机、球机等设备。不同的监控前端设备安放在不同的场所，发挥着最大功能。例如一体化摄像机里可以内嵌IPv6通信协议的同时，再添加火灾辅警模块，实现对明火的识别与报警，而且对采集到的视频信息还能够进行压缩，减轻视频信息的传输压力。综上所述，前端监控设备具有以下功能：

对视频和其它监控信息的采集、压缩处理，将监控信息上传到监控中心，接收监控中心下达的控制命令，以完成对摄像机和其它监控设备的控制及信息的处理；

前端设备的多种应用提供了更加全面的功能，在遮蔽比较多的场景，采用了球机监控设备，使得死角更加的少，提高了监控范围，降低了隐患的可能性。

所述视频监控模块中的前端设备的具体功能是：一体摄像机不仅提供了监控设备的采集，而且可以提供明火预警的功能，在采集了视频信息和其它信息后，进行处理压缩，可以选择传输到监控中心或者自己存储；红外摄像机可以在光照不足的地方安放，提高了对巡检人员工作路线的监控，可以更加合理的管理巡检工作；球机的安放使得监控更加的无死角，做得全面实时的监控。

所述视频监控模块的前端监控设备、监控中心和远程监控客户端支持下述协议：DVS(digital video server)网络视频服务器，又叫数字视频编码器。提供视频压缩或解压功能，完成图像数据的采集或复原等。采用目前比较流行的基于H.264的图像数据压缩通过网络传输数据。数据的采集过程如图3所示。

所述视频监控模块的监控中心是对监控设备的统一管理平台，对监控设备采集数据的综合处理中心。监控中心存储前端监控设备传输回来的视频数据信息以及其他信息，并且对这些信息进行一定的分析，更加分析结果，可以更好的去规划巡检路线，规划设备的管理工作。监控中心可以实时去操控前端监控设备，获取想要知道的实时信息，由于IPv6协议的内嵌，实现点对点的操控，大大提高了设备的可控性与信息收集的灵活性。

所述的监控中心中提供了监控主机设备，所述的监控主机设备是监控前端设备的可视化设备，提供了实时观测监控信息的功能，并且可以通过监控主机，对监控信息进行回溯，对于查找事故发生的原因、责任追究等事务，都提供了很大的便利。

所述的监控中心提供了监控数据服务器，所述的监控数据服务器存储了前端设备传来的监控视频数据与其他信息数据，如明火预警报告信息等。

所述视频监控模块提供了数据传输通信网络服务器，该网络服务器为前端视频监控设备采集到的数据提供传输服务，同时提供了网络传输安全认证机制，保证数据传输的安全。

所述视频监控模块的监控中心提供了视频显示设备包括：监控主机的显示器、大型投影仪与电视墙。

所述的视频监控中心，前端监控设备由视频分配器控制分流，音视频分配器系列有名AV分配器，具有高性能指标的分配放大器。音视频分配器可把1路、4路、8路、16路视频输入信号分配成多路视频输出信号。采用专用视频运算放大器，视频信号通过分配的同时，可实现一定的相位校正，还有视频增益，是视频信号可以同时送给多个输出设备而不受影响。

所述的射频识别二维码模块采用RFID射频识别的变电站有利于规划和监控巡检路线，采用二维码的变电站设备，可以方便进行巡检和检修，这两种方法也可对巡检人员是否到位情况进行有效监督。

所述的射频识别二维码模块借助移动终端的软硬件和数据中心的数据库统计查询功能,可根据巡检任务和巡检流程开发使用便捷的应用程序，自动记录巡检标记，简化记录缺陷或读数内容，提高了巡检工作的规范性和执行效率。

所述的射频二维码技术模块与传统的方式(手工记录或条码)相比较,RFID射频识别和二维码技术应用于电力巡检具有更高的安全性,同时也提供了对整个电力设备资产全生命周期管理，各个设备和人员的一致性和联动管理的技术基础。

提供以上实施例仅仅是为了描述本发明的目的，而并非要限制本发明的范围。本发明的范围由所附权利要求限定。不脱离本发明的精神和原理而做出的各种等同替换和修改，均应涵盖在本发明的范围之内。

Claims (5)

1.一种基于IPv6的变电站巡检中视频监控及射频识别二维码的***，其特征在于：所述***包括视频监控模块与射频识别二维码模块；

所述视频监控模块包括顶级监控中心、各分级监控中心、监控设备；顶级监控中心、各分级监控中心和监控设备通过IPv6通信技术互联，实现实时监控与任务监督作用；顶级监控中心发挥调度中心的作用，它向各个分级监控中心下发监控任务，同时也监管下级监控中心的监控情况；各分级监控中心向上对顶级监控中心负责，它将顶级监控中心发来的任务向下一级监控设备进行部署；监控设备是监控任务的执行者，根据任务开始执行监控，返回任务信息；

所述射频识别二维码模块设有数据控制中心、前端设备射频识别模块及二维码信息生成模块；数据控制中心是信息处理中心，对前端设备主要是移动终端发回的巡检数据进行接收、分类存储、查询，并可生成相关报表，对其中的变电站中的机器设备异常可进行统计与提示变电站中的机器设备缺陷信息，该数据控制中心还具有数据库维护功能，可进行巡检地点、巡检项目、巡检周期、巡检线路自定义功能；

前端设备射频识别模块以前端设备为载体，对变电站中的机器设备的二维码进行扫描识别，查看变电站中的机器设备信息；二维码信息生成模块为变电站中的机器设备生成具有唯一ID并且包含该设备信息的二维码标识。

2.根据权利要求1所述的一种基于IPv6的变电站巡检中视频监控及射频识别二维码的***，其特征在于：所述移动终端符合三防等级的要求，并能无线上网，3G上网和语言通话，具有GPS导航定位功能，而且必须具有二维码扫描的功能；用它自动或手动向数据控制中心每隔一定时间间隔发一条关于当前巡检人员的位置、方向的信息，如果出现变电站中的机器设备没有正常运行的情况，就需要将故障类型、设备编号并结合当前移动终端的二维码信息发送到数据控制中心。

3.根据权利要求3所述的一种基于IPv6的变电站巡检中视频监控及射频识别二维码的***，其特征在于：所述视频监控模块的监控设备包括一体化摄像机、红外摄像机以及球机多种监控设备；

所述一体化摄像机内嵌了IPv6协议，并且内嵌了预警模块，对采集到的信息进行预处理与压缩编码，提高信息的处理速度；

所述红外摄像机，提高对光照不足的巡检路线的监控，使得监控巡检路线更加的完善，保证了巡检人员与变电站中的机器设备管理的安全有效监督；

所述的监控设备中的球机安放在遮蔽物多的场景，做得无死角的监控，将隐患监控做到最全面、最到位，让各分级监控中心全面了解监控的实时动态信息。

4.根据权利要求1所述的一种基于IPv6的变电站巡检中视频监控及射频识别二维码的***，其特征在于：所述的视频监控模块的通信网络采用IPv6通信协议，采用了DVS网络视频服务器，提供了点对点的实时通信，提供了更加安全的传输机制；提供了视频压缩与解压功能，完成图像数据的采集与复原，采用目前比较流行的H.264的图像数据压缩功能；通过网络传输数据，提供数据传输安全认证功能。

5.根据权利要求1所述的一种基于IPv6的变电站巡检中视频监控及射频识别二维码的***，其特征在于：所述的视频模块的监控设备由视频分配器控制分流，音视频分配器系列即AV分配器，具有高性能指标的分配放大器；音视频分配器把1路、4路、8路、16路视频输入信号分配成多路视频输出信号；采用视频运算放大器，视频信号通过分配的同时，实现一定的相位校正，还有视频增益，是视频信号同时送给多个输出设备而不受影响。