CN106781145A - 一种便携式变配电站智能巡检仪***及其监测方法 - Google Patents

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王月强
王寅超
汪胡根
乔飞
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陆忠心
黄冬
赵捷
陈奇力
张金荣
张菲菲
王俊霞
宋春阳
王俊生
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Abstract

本发明公开了一种便携式变配电站智能巡检仪***及其监测方法，包含：检测单元，其检测对应电站内是否有人员或异物入侵，并输出检测信号；微处理器，其接收检测单元输出的检测信号，并进行综合处理判断且输出报警信号；视频联动装置，其接收微处理器输出的报警信号来从待机状态激活，并对电站室内进行扫描并拍照取得视频信息，且将视频信息储存或输出；通讯单元，其接收微处理器或视频联动装置输出的报警信号，并通过其设有的远程点对点短信通讯技术进行输出；终端设备，通过导航定位模块实现接收报警信号，且规划得到前往报警电站位置的出警路径。本发明具有成本低廉，维修简便，适应性强等优点。

Description

一种便携式变配电站智能巡检仪***及其监测方法
技术领域
本发明涉及一种用于变配电站安全监控和快速响应的智能巡检***，特别涉及一种具有导航定位功能的便携式变配电站智能巡检仪***及其监测方法。
背景技术
变配电站是输配电网的枢纽，它的安全状态是整个电网***安全运行的基础。随着变配电站覆盖范围日益扩大，目前在役的变配电站大多无人值守，许多电站分布在城区边沿或居民小区，日常管理中主要通过人工巡检方式进行安全检查，存在劳动强度大、工作效率低、管理成本高、应对突发情况不及时、存在人身安全隐患等明显不足；而且人工巡检的数据也无法准确、及时地接入管理信息***，影响了变配电站的智能化水平和及时应对处置突发情况的能力。
经对现有技术的文献检索发现，有许多文献都提出该问题并进行了研究，也提出了许多***的解决方案，如中国文献名称为“变电站综合安防监控***设计方案”、“变电站安防管理***技术应用简析”、“无人值守的变电站安保安防***方案设计”及中国专利“变电所安防平台（申请号： 201320092163）”、“具有安防功能的变电站智能巡检机器人（申请号：201320664925.7）”等，但纵观这些技术文献以及专利，所提出的研究和解决办法都是侧重网络信息化架构，一般用于新建电站的建设，需要***的设计并有专门的网络覆盖，而且实现的是监控和报警，并没有涉及定位、路径规划和导航技术。但实际应用中，一方面已经在役电站往往没有现成的网络覆盖，采用现有文献中提供的技术方案建设复杂，费用昂贵；另一方面，对于越来越多的无人值守电站，一旦有报警发生，需要工作人员及时到达现场处置，而现代城市道路拥堵严重，需要为工作人员及时规划一条快捷的路线，并引导工作人员以最快的速度到达报警电站位置，避免重大电力事故的发生。
发明内容
本发明目的是提供一种具有导航定位功能的便携式变配电站智能巡检仪***，实现通过在电站关键部位（如门、窗等）布设特定的安防检测传感***对电站安全状态进行不间断实时监测，当有人员或异物侵入时，即可通过此***设有的无线通讯***第一时间通知便携式智能巡检***管理中心，且巡检***管理中心在收到异常报警信息后，启动声/光报警器报警，同时通过GPS自动定位自身位置并规划从当前位置到报警电站的最佳路径，达到提高无人值守变配电站的安防水平和快速处置突发事件的能力的目的。
为了实现以上目的，本发明的一个技术方案是提供一种便携式变配电站智能巡检仪***，包含：
检测单元，其检测判断对应电站内是否有人员或异物入侵，并输出检测信号；
微处理器，其接收所述检测单元输出的检测信号，并进行综合处理判断且输出报警信号；
视频联动装置，其在电站室内部无人员或异物入侵时处于待机状态，当其接收所述微处理器输的报警信号时，所述视频联动装置激活，并对所述电站室内进行扫描并拍照取得视频信息，且将所述视频信息储存或输出；
通讯单元，其接收所述微处理器输出的报警信号，且通过短信将所述报警信息号进行输出；
终端设备，其设有导航定位模块，基于终端设备接收到的所述报警信号，规划得到前往发出所述报警信号的电站位置的出警路径。
优选地，所述检测单元进一步包含门磁开关，所述门磁开关设有活动件与固定件，所述活动件与固定件分别设置在所述电站室内能够在人员或异物入侵时发生相对位移的部件上，所述门磁开关在活动件与固定件发生相对位移时并输出由低到高，或由高到低的跳变的电平信号。
优选地，所述检测单元进一步包含红外幕帘，所述红外幕帘以壁挂或吸顶的安装方式设置在所述人员或异物入侵时经过的通道上，且成角度发射红外线信号形成扇形检测面区域，并接收经反射的红外线信号。
优选地，所述检测单元进一步包含移动红外目标检测装置，所述移动红外目标检测装置通过壁挂安装方式设置在所述电站室内，用于检测所述电站室内的移动红外目标并输出检测结果。
优选地，所述检测单元进一步包含微波移动目标检测装置，所述微波移动目标检测装置，其通过设有的天线向周围发射无线电磁波，并检测回波信号的频移和相位差，判定任何运动的物体或目标。
优选地，所述视频联动装置发出采集的视频信息，通过所述通讯单元发送到所述终端设备。
优选地，所述通讯单元，基于GSM、GPRS和4G的网络远程点对点短信通讯的方式进行信息传输。
本发明的另一个技术方案是提供一种便携式变配电站智能巡检仪***的监测方法，使用上述的便携式变配电站智能巡检仪***，所述监测方法包含以下过程：
通过检测单元内设有的门磁开关、红外幕帘、移动红外目标检测装置与微波移动目标检测装置对电站室内的安全状态进行不间断实时监测；
所述门磁开关、红外幕帘、移动红外目标检测装置与微波移动目标检测装置分别对应输出四路不同的检测信号；通过微处理器对所述四路检测信号进行综合分析与判断，当有人员或异物入侵时，所述微处理器一方面通过所述通讯单元以短信的方式向所述终端设备发送报警信号；另一方面向所述视频联动装置发送报警信号，所述视频联动装置激活，对所述电站室内进行扫描并拍照得到视频信息，所述视频信息就地储存或通过所述通讯单元输送至所述终端设备；所述终端设备的导航定位模块基于开源地图和GPS定位***，根据接收到的所述报警信号，规划得到前往发出所述报警信号的电站位置的出警路径。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1）该***集多传感器融合、导航定位、路径规划、以及无线传输、电磁兼容、数据管理等技术于一体，不需要对传统电站进行重大改造，成本低廉，维修简便，适应性强等优点；
2）综合运用了门磁开关、红外幕帘、移动红外目标检测和微波移动目标检测等技术手段，具有抗电磁干扰能力强、低误触发、高可靠性的特点，特别适合变配电站这种恶劣电磁和环境条件的使用；
3）采用GSM并兼容GPRS和4G的远程点对点短信通讯技术，数据量低，降低了***成本，确保***的及时响应能力；
4）基于现有的开源地图和GPS***，依托普通的智能手机，开发APP应用软件，以较低和简便的方式实现了接警后的快速路径规划和导航。
附图说明
图1为本发明一种便携式变配电站智能巡检仪***的结构框图。
图2为本发明一种便携式变配电站智能巡检仪***的移动红外目标检测器的检测范围示意图。
具体实施方式
以下结合附图，通过详细说明一个较佳的具体实施例，对本发明做进一步阐述。
如图1所示，本发明是一种便携式变配电站智能巡检仪***以及监测方法，包含：具有较强抗电磁干扰能力、低误触发率、高可靠性的适合变配电站环境使用的异物入侵的检测单元，所述检测单元进一步包含：相互配合检测电站内异物侵入的门磁开关1、红外幕帘2、移动红外目标检测器3与微波移动目标检测器4；
所述门磁开关1包括活动件以及与活动件相互配合的固定件，二者配合安装在人员或异物入侵时最有可能发生相对运动的部件上，如门、窗上等。当所述部件移动时，带动所述门磁开关1的活动件发生与固定件的相对移位，此时所述门磁开关1输出由低到高，或由高到低的跳变的电平信号。所述门磁开关1的型号为豪恩HO-03F，但不限于此。
如图2所示，所述红外幕帘2为呈一定扇形角度向外发射特定波长红外光的，并可接收经反射的该红外光的监测器件；在本实施例中，所述红外幕帘2的型号为豪恩LH-912D，但不限于此；通过采用壁挂或者吸顶方式安装在人员或异物入侵时必经的通道21上方处，当有人员或异物进入所述扇形检测面区域20时，所述红外幕帘2接收到的为改变的红外反射信号，其依此判断有人员或异物侵入。
所述移动红外目标检测器3为被动红外探测器，本实施例中，所述移动红外目标检测器3的型号为霍尼韦尔IS-215T，但不限于此；通过采用壁挂方式将所述移动红外目标检测器3安装在人员或异物入侵后，其可能所在的区域；通过探测人员或能够运动的异物上辐射出的红外信号，来判断检测区域是否有人员或异物入侵。
所述微波移动目标检测器4为微波雷达感应开关，其根据多普勒效应原理，通过天线向周围发射无线电磁波，通过检测回波信号的频移和相位差来判定所述周围是否存在运动的人员或异物；所述微波移动目标检测器4具有探测的距离更远，探测角度广，无死区的特点，且能穿透玻璃，和薄木板，不受环境、温度与灰尘等影响，可以矫正所述红外感应开关受环境温度变化而造成的误动作。所述微波移动目标检测器4的型号为绿庆SK-700，但不限于此。
本发明还进一步包含：视频联动装置5，微处理器6，通讯单元7和终端设备8。
所述视频联动装置5在没有人员或异物入侵的情况下处于待机休眠状态。
上述检测单元将其检测的不同的信号均发送给所述微处理器6，所述微处理器6对所述信号进行融合分析和判断，其大大提高了检测的准确性。在本实施例中，所述微处理器6的型号为ATMEGA8L-8AC，但不限于此。
当所述微处理器6判断有人员或异物侵入时，其一方面通过所述通讯单元7以短信方式向所述终端设备8发出报警信息；另一方面唤醒所述视频联动装置5，开始对所需检测判断的电站室内进行扫描并拍照，所述视频联动装置5所述采集的视频信息可以就地储存，也可以通过所述通讯单元7发送至所述终端设备8。
所述通讯单元7采用GSM并兼容GPRS和4G的远程点对点短信通讯技术，降低***成本，确保***的及时响应能力。
所述终端设备8为具有通讯和导航定位功能的智能终端，例如智能手机、平板电脑等，且基于现有的开源地图（如高德、百度等）和GPS定位***开发的APP应用软件，实现接警，并自动进行路径规划，引导工作人员以最快的速度到达所述报警电站的位置。
尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (8)

1.一种便携式变配电站智能巡检仪***，其特征在于，包含：
检测单元，其检测判断对应电站内是否有人员或异物入侵，并输出检测信号；
微处理器（6），其接收所述检测单元输出的检测信号，并进行综合处理判断且输出报警信号；
视频联动装置（5），其在电站室内部无人员或异物入侵时处于待机状态，当其接收所述微处理器（6）输出的报警信号时，所述视频联动装置（5）激活，并对所述电站室内进行扫描并拍照取得视频信息，且将所述视频信息储存或输出；
通讯单元（7），其接收所述微处理器（6）输出的报警信号，且通过短信将所述报警信息进行输出；
终端设备（8），其设有导航定位模块，基于终端设备（8）接收到的所述报警信号，规划得到前往发出所述报警信号的电站位置的出警路径。
2.如权利要求1所述一种便携式变配电站智能巡检仪***，其特征在于，
所述检测单元进一步包含门磁开关（1），所述门磁开关（1）设有活动件与固定件，所述活动件与固定件分别设置在所述电站室内能够在人员或异物入侵时发生相对位移的部件上；所述门磁开关（1）在活动件与固定件发生相对位移时输出由低到高，或由高到低的跳变的电平信号。
3.如权利要求2所述一种便携式变配电站智能巡检仪***，其特征在于，
所述检测单元进一步包含红外幕帘（2），所述红外幕帘（2）以壁挂或吸顶的安装方式设置在所述人员或异物入侵时经过的通道上，且成角度发射红外线信号形成扇形检测面区域（20），并接收经反射的红外线信号。
4.如权利要求3所述一种便携式变配电站智能巡检仪***，其特征在于，所述检测单元进一步包含移动红外目标检测装置（3），所述移动红外目标检测装置（3）通过壁挂安装方式设置在所述电站室内，用于检测所述电站室内的移动红外目标并输出检测结果。
5.如权利要求4所述一种便携式变配电站智能巡检仪***，其特征在于，所述检测单元进一步包含微波移动目标检测装置（4），其通过设有的天线向周围发射无线电磁波，并检测回波信号的频移和相位差，判定任何运动的物体或目标。
6.如权利要求1所述一种便携式变配电站智能巡检仪***，其特征在于，
所述视频联动装置（5）发出采集的视频信息，通过所述通讯单元（7）发送到所述终端设备（8）。
7.如权利要求1或6所述一种便携式变配电站智能巡检仪***，其特征在于，
所述通讯单元（7），基于GSM、GPRS和4G的网络远程点对点短信通讯的方式进行信息传输。
8.一种便携式变配电站智能巡检仪***的监测方法，使用如权利要求1~7中任意一项所述的便携式变配电站智能巡检仪***，其特征在于，所述监测方法包含以下过程：
通过检测单元内设有的门磁开关（1）、红外幕帘（2）、移动红外目标检测装置（3）与微波移动目标检测装置（4）对电站室内的安全状态进行不间断实时监测；
所述门磁开关（1）、红外幕帘（2）、移动红外目标检测装置（3）与微波移动目标检测装置（4）分别对应输出四路不同的检测信号；
通过微处理器（6）对所述四路检测信号进行综合分析与判断，当有人员或异物入侵时，所述微处理器（6）一方面通过所述通讯单元（7）以短信的方式向所述终端设备（8）发送报警信号；
另一方面向所述视频联动装置（5）发送报警信号，所述视频联动装置（5）激活，对所述电站室内进行扫描并拍照得到视频信息，所述视频信息就地储存或通过所述通讯单元（7）输送至所述终端设备（8）；
所述终端设备（8）的导航定位模块基于开源地图和GPS定位***，根据接收到的所述报警信号，规划得到前往发出所述报警信号的电站位置的出警路径。
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