CN113013778A - 一种电缆隧道视频可视化监拍***及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了电缆隧道视频可视化监拍***及方法。其中，该***包括监拍装置，用于采集电缆隧道视频信息，基于视频信息中进入隧道的人面部图片对进入隧道人员进行识别；基于视频信息中隧道内可见光图片判断电缆外皮破损情况及地面积水情况，发布电缆外皮破损通知及在GIS地图上标出积水位置及积水信息；供电模块，与监拍装置相连；供电模块包括至少一个充电电路，每个充电电路上串联有预设数量的并联连接的充电管理芯片，充电管理芯片与微控制器相连；微控制器用于根据供电模块中相应储能元件的容量来控制充电管理芯片的启动数量，根据充电管理芯片的当前温度来控制相应充电管理芯片的启停，实现充电管理芯片的分时散热。

Description

一种电缆隧道视频可视化监拍***及方法
技术领域
本发明属于电缆隧道可视化监拍技术领域，尤其涉及一种电缆隧道视频可视化监拍***及方法。
背景技术
本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。
现有的电缆隧道可视化监拍***的电源***使用感应取电或者铺设专用供电线路，发明人发现，现有可视化监拍方面存在以下问题：
(1)现有的可视化监拍***不能根据充电管理芯片的实时运行状态进行动态调整充电管理芯片的运行数量和动态散热，从而导致可视化监拍***的充电过程缓慢，影响可视化监拍***的正常使用。
(2)目前的可视化监拍***拍照的时间的间隔是固定的，如果拍摄时间间隔太长，则实时性很差，无法对现场情况有一个连续的了解；如果拍摄时间间隔太短，则***功耗会高很多，这样只靠图像采集不能实时获取电缆隧道现场的突发情况。
(3)目前对隧道内地面积水都是通过水位传感器感应水位、通过水泵排水；无法对地面积水面积、影响范围进行预估以及后续排出积水需要多长时间，无法对积水有视觉上的感知，并需要人为现场确认水情；而且目前对电缆外皮破损主要是依据振动光纤判定电缆是否发生振动，无法判断电缆是否已经破损以及对破损复检确认。
发明内容
为克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种电缆隧道视频可视化监拍***及方法，能够提高电缆隧道视频可视化监拍***的供电稳定性及使用效率。
为实现上述目的，本发明的一个或多个实施例提供了如下技术方案：
本公开的第一方面提供一种电缆隧道视频可视化监拍***，包括：
监拍装置，用于采集电缆隧道视频信息，基于视频信息中进入隧道的人面部图片对进入隧道人员进行识别；基于视频信息中隧道内可见光图片判断电缆外皮破损情况及地面积水情况，发布电缆外皮破损通知及在GIS地图上标出积水位置及积水信息；
供电模块，其与监拍装置相连；所述供电模块包括至少一个充电电路，每个充电电路上串联有预设数量的并联连接的充电管理芯片，充电管理芯片与微控制器相连；微控制器用于根据供电模块中相应储能元件的容量来控制充电管理芯片的启动数量，以及根据充电管理芯片的当前温度来控制相应充电管理芯片的启停，实现充电管理芯片的分时散热。
作为一种实施方式，所述供电模块还与感应取电装置相连，所述供电模块包括：超级电容、电池和备用电源选通电路，感应取电装置分别通过两个充电电路连接超级电容和电池的输入端，超级电容和电池的输出端均连接至备用电源选通电路；所述备用电源选通电路用于控制采用超级电容还是电池为后级电路进行供电。
作为一种实施方式，感应取电装置与超级电容之间串联连接的并联充电管理芯片数量由超级电容的容量决定；感应取电装置与电池之间串联连接的并联充电管理芯片数量，由电池的容量决定。
作为一种实施方式，所述供电模块还包括充电管理单元，用于获取感应取电装置的输出电压和电池电量，若感应取电装置的输出电压达到第一预设电压，则为超级电容充电，若当前电池电量未满，则同时为电池充电。
作为一种实施方式，备用电源选通电路在超级电容电压高于第二预设电压时,使用超级电容供电；当超级电容电压低于第三预设电压时，切换为电池供电。
作为一种实施方式，所述备用电源选通电路包括：超级电容的输出端分两路，一路连接迟滞比较器的正输入端，另一路连接至P沟道MOS管D1的漏极；D1的源极连接D2的源极；迟滞比较器的输出端一路连接N沟道MOS管D3的门极，另一路连接N沟道MOS管D6的门极；D3的漏极通过电阻R2连接至D1和D2门极的连通线路上；
电池的输出端连接至P沟道MOS管D4的漏极；D4的源极连接D5的源极；N沟道MOS管D6的漏极一路经由电阻R5连接至P沟道MOS管D4的漏极，另一路连接至N沟道MOS管D7的门极；D7的漏极通过电阻R4连接至D4和D5门极的连通线路上；
P沟道MOS管D2和P沟道MOS管D5的漏极均连接至DC/DC转换器。
作为一种实施方式，D1的源极分三路，一路连接电阻R1，一路连接电容C1，一路连接P沟道MOS管D2的源极；D1的门极分三路，一路连接电阻R1，一路连接电容C1，一路连接D2的门极；P沟道MOS管D4的源极分三路，一路连接电阻R3，一路连接电容C2，一路连接P沟道MOS管D5的源极；D4的门极分三路，一路连接电阻R3，一路连接电容C2，一路连接D5的门极。
作为一种实施方式，微控制器还用于监测充电管理芯片的工作状态，若存在充电管理芯片工作异常，自动关闭该充电管理芯片。
作为一种实施方式，所述供电模块还与声音采集模块相连，所述供电模块的输出端与监拍装置的多个功能模块分别连接；
所述微控制器用于：根据供电模块的当前电量以及多个功能模块的重要性和所需能耗，控制供电模块选择不同的供电策略；以及根据声音信号来控制监拍装置的监拍方位及监拍开始时刻。
作为一种实施方式，微控制器内预存储不同的供电策略，具体包括：
性能模型策略：以采集数据为主，微控制器根据供电模块当前电量所属的电量等级，以及待供电的功能模块的等级，为相应等级的功能模块供电；
时间模型策略：以延长监拍***的工作时间为主，微控制器根据供电模块当前电量所属的电量等级，以及待供电的功能模块的等级，为相应等级的功能模块供电；
一般模型策略：当供电模块的电量高于设定阈值时，选用性能模型策略；当供电模块的电量低于设定阈值时，自动切换为时间模型策略；
储能模型策略：当供电模块的温度低于设定阈值时，开启加热装置增加供电模块的温度；当供电模块的温度高于设定阈值时，减少供电模块的充电电流。
作为一种实施方式，根据供电模块的温度，确定供电策略是否选择储能模型策略；
根据供电模块的电量，确定供电策略是否选择性能模型策略、时间模型策略或者一般模型策略。
作为一种实施方式，所述功能模块等级的划分根据功能模块的重要性与功耗，重要低功耗的功能模块等级最高，非重要高功耗的等级最低。
作为一种实施方式，所述微处理器与客户端建立通信连接，基于所述客户端针对电量和功能模块的等级划分信息以及供电策略修改。
作为一种实施方式，所述电缆隧道视频可视化监拍***，还包括：
气体浓度监控装置，其用于实时采集隧道内易燃易爆气体浓度，判断防爆气体在该浓度下的危险程度，联动相应风机进行排风并在GIS地图上标注出防爆气体浓度超标的位置。
本公开的第二方面提供一种基于上述电缆隧道视频可视化监拍***的工作方法，其包括：
采集电缆隧道视频信息，基于视频信息中进入隧道的人面部图片对进入隧道人员进行识别；基于视频信息中隧道内可见光图片判断电缆外皮破损情况及地面积水情况，发布电缆外皮破损通知及在GIS地图上标出积水位置及积水信息；
根据供电模块中相应储能元件的容量来控制充电管理芯片的启动数量，以及根据充电管理芯片的当前温度来控制相应充电管理芯片的启停，实现充电管理芯片的分时散热。
本发明以下有益效果：
(1)设计了分时散热技术，根据充电管理芯片的当前温度来控制相应充电管理芯片的启停，实现充电管理芯片的分时散热，解决了监拍***监控效率低电缆隧道视频的问题，实现了充电管理芯片随温度变化而启停，提高了充电管理芯片的利用率，提高了监拍***监控电缆隧道视频的效率。
(2)设计了环境自适应即时联动技术，解决了***功耗会高只靠图像采集不能实时获取输电线路现场的突发情况的问题，根据声音信号来控制监拍装置对电缆隧道视频的监拍方位及监拍开始时刻，提高电缆隧道监控电缆隧道视频的效率。
(3)设计了视觉感知联动技术，解决了隧道内视频监控效率低问题，实现了人脸识别、电缆及地面积水情况的全面监控，提高了隧道内视频监控效率及隧道内电缆稳定运行。
附图说明
构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
图1为本发明实施例的电缆隧道视频可视化监拍***示意图；
图2为本发明实施例的另一电缆隧道视频可视化监拍***示意图；
图3为本发明实施例的电源选通电路的电路图。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
实施例一
在一个或多个实施方式中，公开了一种电缆隧道视频可视化监拍***，如图1所示，电缆隧道视频可视化监拍***包括：
监拍装置，用于采集电缆隧道视频信息，基于视频信息中进入隧道的人面部图片对进入隧道人员进行识别；基于视频信息中隧道内可见光图片判断电缆外皮破损情况及地面积水情况，发布电缆外皮破损通知及在GIS地图上标出积水位置及积水信息；
供电模块，其与监拍装置相连；所述供电模块包括至少一个充电电路，每个充电电路上串联有预设数量的并联连接的充电管理芯片，充电管理芯片与微控制器相连；微控制器用于根据供电模块中相应储能元件的容量来控制充电管理芯片的启动数量，以及根据充电管理芯片的当前温度来控制相应充电管理芯片的启停，实现充电管理芯片的分时散热。
具体地，监拍装置通过采集人员面部信息，通过卷积神经网络-人脸识别算法，判断进出人员是运维人员还是外部入侵人员。
具体的，关于电缆破皮、地面积水同时进行检测。监拍装置定时抓取可见光图片，通过机器深度学习算法、智能分析电缆外皮破损、地面积水。
若监拍装置发现电缆外皮有破损，监拍装置通过广播通知所有人员立刻离开隧道，等待运维人员处置险情，同时安防***将险情以短信方式通知运维人员，请运维人员及时确认险情并处理险情。
在监拍装置在定时执行任务过程中，抓取可见光图片，然后通过机器深度学习算法、智能分析地面积水。若通过深度学习与模式识别算法，分析出地面有积水并计算出积水面积，监拍装置(谁发现积水，谁进行联动)联动水位传感器与水泵，根据水位传感器传送水位信息与积水面积，预估水泵排水时间。同时将结果上送到安防***，在GIS地图上标出地面积水位置以及相关积水信息。并通过通知相关运维人员地面积水、及时处理。
在另一实施例中，所述电缆隧道视频可视化监拍***，还包括：
气体浓度监控装置，其用于实时采集隧道内易燃易爆气体浓度，判断防爆气体在该浓度下的危险程度，联动相应风机进行排风并在GIS地图上标注出防爆气体浓度超标的位置。
具体地，关于防爆气体：气体传感器实时采集隧道内氧气浓度、甲烷浓度、氢气浓度等易燃易爆气体浓度。实时采集隧道内其他位置的防爆气体浓度，分析该防爆气体在在浓度下的危险程度，并联动附近的风机进行排风。在安防***中的GIS地图上标注出防爆气体浓度超标的位置并通过短信提醒相关运维人员。
如图2所示，电缆隧道视频可视化监拍***还包括：感应取电装置和声音采集模块；感应取电装置与供电模块连接，供电模块和声音采集模块分别于微控制器连接；所述供电模块的输出端与监拍装置的多个功能模块分别连接；
所述微控制器用于：根据供电模块的当前电量以及多个功能模块的重要性和所需能耗，控制供电模块选择不同的供电策略；以及根据声音信号来控制监拍装置的监拍方位及监拍开始时刻。
具体地，声音采集模块用于采集电缆隧道上的声音信号并传送至微处理器；
在具体实施中，声音采集模块至少设置两个，分别用于采集位于监控装置前后的电缆隧道上的声音信息；
微处理器用于根据声音来判断声音方位，进而控制监拍装置开启进行监拍，提高监拍效率。
供电模块包括：电源、超级电容、电池和备用电源选通电路，所述备用电源选通电路用于控制采用超级电容还是电池进行供电。其中，所述电源的输出端连接两个充电电路：充电电路1和充电电路2，所述充电电路1和充电电路2的输出端分别连接超级电容和电池；超级电容和电池的输出端均连接至备用电源选通电路。备用电源选通电路的输出端经由DC/DC转换器与监拍装置的多个功能模块分别连接。
供电模块还包括充电管理单元，用于获取感应取电装置的输出电压和当前电池电量，若所述电压达到第一预设电压，则控制充电电路1工作，为超级电容充电和为后级电路供电；若当前电池电量未满，则控制充电电路2同时工作，为电池充电。
供电模块还包括第一电压监测模块、第二电压监测模块和第三电压监测模块，第一电压监测模块、第二电压监测模块和第三电压监测模块的一端分别与感应取电装置、超级电容和电池连接，用于监测感应取电装置、超级电容和电池的当前电压，另一端均连接至微处理器。
所述微处理器设于可视化监拍内部，基于监测的电压获取输入电源的电压和电池电量，若所述电压达到第一预设电压，则控制第一充电电路工作，为超级电容充电和为后级电路供电；若当前电池电量未满，则控制第二充电电路同时工作，为电池充电。作为一个示例，当太阳能电池作为输入电源时，因感应取电装置的伏安特性，其具有最大功率电压值，第一预设电压设为感应取电装置的最大功率电压，当电源输入电压达到第一预设电压时，充电电路工作。
在具体实施中，感应取电装置与超级电容之间设置有两个并联连接的充电管理芯片，充电管理芯片与微处理器相连，微处理器用于根据充电管理芯片的当前温度来控制充电管理芯片的启停，实现充电管理芯片的分时散热。
感应取电装置与电池之间设置有至少两个并联连接的充电管理芯片，且充电管理芯片均连接至微处理器；所述微处理器用于根据感应取电装置输入电源电压和电池的容量，控制与电池连接的充电管理芯片连通数量；以及根据充电管理芯片的当前温度来控制充电管理芯片的启停，实现充电管理芯片的分时散热。
进一步地，还可在根据超级电容或电池的容量设定基础上增加充电管理芯片的数量，作为候补，在存在管理芯片异常时启用。
具体地，感应取电装置与超级电容串联连接的电路作为第一充电电路；
感应取电装置与电池串联连接的电路作为第二充电电路；
第一充电电路上的充电管理芯片初始数量m＝2；
第二充电电路上的充电管理芯片初始数量n根据电池的容量设定，
Figure BDA0002958226640000091
其中，
Figure BDA0002958226640000092
表示向上取整，1表示增加的后补电源管理芯片。例如，感应取电装置额定功率为P，电池的额定电压为6.4V，那么可设置
Figure BDA0002958226640000093
个充电管理芯片，其中1个作为候补，在存在管理芯片异常时启用。
微处理器通过第二电压检测电路实时监测超级电容的电压，通过第三电压检测电路实时监测超级电容的电压，基于超级电容的电压控制第一充电电路上充电管理芯片启动的数量；基于电池的电压控制第二充电电路上充电管理芯片启动的数量。
其中，第一电压检测电路、第二电压检测电路和第三电压检测电路可采用ADC芯片或分压电阻来实现，也可采用电压互感器来实现。
作为一种实施方式，所述充电管理芯片还与温度传感器相连，所述温度传感器用于实时采集充电管理芯片的工作温度并传送至控制板。在大功率充电的时候，防止电路板局部温度过高，本实施例利用温度传感器用于实时采集充电管理芯片的工作温度并传送至控制板，由控制板再控制充电管理芯片的启停，保障了基于太阳能供电的可视化监拍装置的电源***的稳定运行。
供电方式切换的依据是电容电压跟两个预设电压点的对应关系以及电容电压的变化趋势。备用电源选通电路在超级电容电压高于第二预设电压(可低于蓄电池电压)时优先使用超级电容供电；当超级电容电压低于第三预设电压时，切换为蓄电池供电；该电路将超级电容电压和蓄电池电压升压至设定值，为后级DC/DC提供稳定的输入电压。具体地，
若当前为超级电容供电，且，如果当前为电池为负载供电，且，则超级电容电压逐渐升高，当超级电容电压高于7V时，切换为超级电容为负载供电。
超级电容电压高于第二预设电压时，采用超级电容供电，若超级电容电压为下降趋势(即充电电路1处于未工作状态)，当超级电容电压下降至小于第三预设电压时，切换为电池为负载供电；若超级电容电压下降至小于第二预设电压且高于第三预设电压时，电压开始升高(即充电电路1开始工作)，则供电方式不发生切换；
超级电容电压小于第三预设电压时，采用电池供电，若超级电容电压为上升趋势(即充电电路1处于工作状态)，当超级电容电压上升至高于第二预设电压时，切换为电池为负载供电；若超级电容电压上升至小于第二预设电压且高于第三预设电压时，电压不再升高(即充电电路1不工作了)，则供电方式不发生切换。
本实施例中，第二和第三预设电压分别设置为7V和2V。
备用电源选通电路如图3所示，包括：
超级电容的输出端分两路，一路连接迟滞比较器的正输入端，另一路连接至P沟道MOS管D1的漏极(D极)；D1的源极(S极)分三路，一路连接电阻R1，一路连接电容C1，一路连接P沟道MOS管D2的源极(S极)；D1的门极(G极)分三路，一路连接电阻R1，一路连接电容C1，一路连接D2的门极(G极)；迟滞比较器的输出端一路连接N沟道MOS管D3的门极(G极)，另一路连接N沟道MOS管D6的门极；N沟道MOS管D3的漏极(D极)通过电阻R2连接至D1和D2门极的连通线路上；N沟道MOS管D6的漏极(D极)一路经由电阻R5连接至P沟道MOS管D4的漏极，另一路连接至N沟道MOS管D7的门极(G极)；锂电池的输出端连接至P沟道MOS管D4的漏极(D极)；P沟道MOS管D4的源极(S极)分三路，一路连接电阻R3，一路连接电容C2，一路连接P沟道MOS管D5的源极(S极)；D4的门极(G极)分三路，一路连接电阻R3，一路连接电容C2，一路连接D5的门极(G极)；N沟道MOS管D7的漏极(D极)通过电阻R4连接至D4和D5门极的连通线路上；P沟道MOS管D2和P沟道MOS管D5的漏极(D极)均连接至DC/DC转换器。
工作原理如下：比较器UB与电阻R6、R7构成迟滞比较器，参考电压4.5V，配置R6与R7的阻值使迟滞门限为±2.5V，即升压门限7V，降压门限2V。迟滞比较器的正输入连接于超级电容供电通路，当超级电容电压由低升高达到7V时，比较器UB的输出为高电平，使得N沟道MOS管D3、D6导通，对于超级电容供电通路，由于D3的导通拉低了P沟道MOS管D1和D2的门极，使得D1与D2导通；而对于锂电池供电通路，D6的导通导致N沟道MOS管D7的门极被拉到低电平，D7不导通，P沟道MOS管D4的体二极管及电阻R3使得P沟道MOS管D5的门极被拉到高电平，D5不导通，如此一来，仅由超级电容为后级DC/DC供电；当超级电容电压由高到低达到2V时，比较器UB的输出为低电平D3、D6不导通，对于超级电容供电通道，由于P沟道MOS管D1的体二极管与电阻R1使得P沟道MOS管D2的门极被拉到高电平，D2不导通，而对于锂电池供电通路，D6不导通，使得D7的门极被拉到高电平而导通，这样D4与D5导通，如此一来，仅由锂电池为后级DC/DC供电。这样实现了超级电容可以充分放电到2V才切换为锂电池为负载供电，当超级电容被充电且电压足够高时可切换回来为后级负载供电。
DC/DC将前级的稳定电压转换为后级负载或各功能模块需要的工作电压。
可视化监拍***根据实现的功能划分了若干功能模块，包括图像采集处理模块、后台4G通信模块、声光报警模块、传感器无线通信模块等。
微控制器对各功能模块的供电进行分级管理，分别为电量和功能模块划分等级。
功能模块等级的划分根据功能模块的重要性与功耗，重要低功耗的功能模块等级最高，非重要高功耗的等级最低。本实施例中，将功能模块划分为4级，优先级先后顺序为4级(重要低功耗模块，如后台4G通信模块等)>3级(重要高功耗模块，如图像采集处理模块)>2级(非重要低功耗模块，如传感器无线通信模块)>1级(非重要高功耗模块，如声光报警模块)；本领域技术人员可以理解，功能模块的划分不限于4级，可根据功能模块的数量等因素合理调整。
电量的等级划分根据剩余电量高低情况。本实施例中，划分为4级：高电量(如≥75％)、次高电量(如50％-75％)、次低电量(如25％-50％)和低电量(如<25％)；本领域技术人员可以理解，电量等级的划分不限于4级，可根据功能模块的数量等因素合理增减。
微控制器根据供电模块的当前电量以及多个功能模块的重要性和所需能耗，控制供电模块选择不同的供电策略。
微控制器内存储的供电策略包括：
性能模型策略：以采集数据为主，依据功能模块等级和电量的等级调整各功能模块的工作状态，例如：减小拍照的时间间隔，以获取更多监拍信息，并将拍的照片和录的声音存储并立马上传后台，并开启本地图像识别算法，开启声光报警装置等等。
时间模型策略：以延长监拍***的工作时间为主，依据功能模块等级和电量的等级调整各功能模块的工作状态，例如：通过减少装置或模块的工作来延长使用时间、关闭本地图像识别算法，增加拍照的时间间隔，将不同时间拍的照片单次上传等等。
一般模型策略：是性能时间均衡方案，当供电模块的电量高于设定阈值时，选用性能模型策略；当供电模块的电量低于设定阈值时，自动切换为时间模型策略。
储能模型策略：以延长储能装置的使用寿命为出发点，针对储能装置的特性(主要是温度)，在温度过低时，开启加热模块，提高储能装置的温度以保护其性能和寿命；在温度过高时，减少充电电流；在温度过高或过低且无法有效的调节时，关闭储能装置的充放电。
本实施例中，供电模块当前电量等级与功能模块等级的对应关系如表1所示。
表1当前电量等级与功能模块等级的对应关系
当前电量等级 功能模块等级
高电量 1-4级
次高电量 2-4级
次低电量 3-4级
低电量 4级
结合表1，微控制器获取当前电量后，判断所述当前电量所属的电量等级，根据电量等级获取要供电的功能模块等级，为相应等级的功能模块供电。即，高电量(如≥75％)时，为1-4级功能模块供电；次高电量(如50％-75％)时，为2-4级功能模块供电；次低电量(如25％-50％)时，为3-4级功能模块供电；低电量(如<25％)时，则仅为4级功能模块供电。
本实施例中，根据供电模块的温度，确定供电策略是否选择储能模型策略；储能模型策略的选取跟温度有关系，比如，可以选择温度低于0摄氏度或者高于45摄氏度时采用储能模型。
本实施例中，根据供电模块的电量，确定供电策略是否选择性能模型策略、时间模型策略或者一般模型策略。
本实施例中，微控制器为低功耗型，通过BMS监测蓄电池电量，通过超级电容电压检测其电量。
微控制器可与客户端(个人PC、智能手机等)建立连接，通过客户端修改供电策略，以及电量和功能模块的分级策略。
本实施例通过对可视化监拍***内部功能模块根据重要性和耗能进行分级，根据剩余电量进行充电策略管理，有效保障了监拍***核心功能的工作时长，根据声音信号来控制监拍装置的监拍方位及监拍开始时刻，对充电管理芯片进行分时散热，有效保障了监拍***的监控效率。
本实施例设计了多源异构储能***深度放电切换技术，依据电容电压跟两个预设电压点的对应关系以及电容电压的变化趋势，实现超级电容和蓄电池切换供电，解决了超级电容容量利用率低及可视化监拍装置运行不稳定的问题，提高了可视化监拍装置电源***稳定运行。
本实施例设计了电流自适应充电均衡技术，每个充电电路上串联有预设数量的并联连接的充电管理芯片，根据供电模块中相应储能元件的容量来控制充电管理芯片的启动数量，风力发电机组分别通过两个充电电路连接超级电容和电池的输入端，超级电容和电池输出端均连接至备用电源选通电路，解决了蓄电池与超级电容通过二极管并联使用，超级电容电压低于蓄电池电压时不再输出能量，超级电容容量利用率低的问题，提高了超级电容的可供电电量及监拍***工作使用时长，实现了能量与可视化监拍数据转换的均衡控制。
实施例二
在一个或多个实施方式中，公开了电缆隧道视频可视化监拍***的工作方法，包括：
采集电缆隧道视频信息，基于视频信息中进入隧道的人面部图片对进入隧道人员进行识别；基于视频信息中隧道内可见光图片判断电缆外皮破损情况及地面积水情况，发布电缆外皮破损通知及在GIS地图上标出积水位置及积水信息；
根据供电模块中相应储能元件的容量来控制充电管理芯片的启动数量，以及根据充电管理芯片的当前温度来控制相应充电管理芯片的启停，实现充电管理芯片的分时散热。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (15)

1.一种电缆隧道视频可视化监拍***，其特征在于，包括：
监拍装置，用于采集电缆隧道视频信息，基于视频信息中进入隧道的人面部图片对进入隧道人员进行识别；基于视频信息中隧道内可见光图片判断电缆外皮破损情况及地面积水情况，发布电缆外皮破损通知及在GIS地图上标出积水位置及积水信息；
供电模块，其与监拍装置相连；所述供电模块包括至少一个充电电路，每个充电电路上串联有预设数量的并联连接的充电管理芯片，充电管理芯片与微控制器相连；微控制器用于根据供电模块中相应储能元件的容量来控制充电管理芯片的启动数量，以及根据充电管理芯片的当前温度来控制相应充电管理芯片的启停，实现充电管理芯片的分时散热。
2.如权利要求1所述的电缆隧道视频可视化监拍***，其特征在于，所述供电模块还与感应取电装置相连，所述供电模块包括：超级电容、电池和备用电源选通电路，感应取电装置分别通过两个充电电路连接超级电容和电池的输入端，超级电容和电池的输出端均连接至备用电源选通电路；所述备用电源选通电路用于控制采用超级电容还是电池为后级电路进行供电。
3.如权利要求2所述的电缆隧道视频可视化监拍***，其特征在于，感应取电装置与超级电容之间串联连接的并联充电管理芯片数量由超级电容的容量决定；感应取电装置与电池之间串联连接的并联充电管理芯片数量，由电池的容量决定。
4.如权利要求2所述的电缆隧道视频可视化监拍***，其特征在于，所述供电模块还包括充电管理单元，用于获取感应取电装置的输出电压和电池电量，若感应取电装置的输出电压达到第一预设电压，则为超级电容充电，若当前电池电量未满，则同时为电池充电。
5.如权利要求2所述的电缆隧道视频可视化监拍***，其特征在于，备用电源选通电路在超级电容电压高于第二预设电压时,使用超级电容供电；当超级电容电压低于第三预设电压时，切换为电池供电。
6.如权利要求5所述的电缆隧道视频可视化监拍***，其特征在于，所述备用电源选通电路包括：超级电容的输出端分两路，一路连接迟滞比较器的正输入端，另一路连接至P沟道MOS管D1的漏极；D1的源极连接D2的源极；迟滞比较器的输出端一路连接N沟道MOS管D3的门极，另一路连接N沟道MOS管D6的门极；D3的漏极通过电阻R2连接至D1和D2门极的连通线路上；
电池的输出端连接至P沟道MOS管D4的漏极；D4的源极连接D5的源极；N沟道MOS管D6的漏极一路经由电阻R5连接至P沟道MOS管D4的漏极，另一路连接至N沟道MOS管D7的门极；D7的漏极通过电阻R4连接至D4和D5门极的连通线路上；
P沟道MOS管D2和P沟道MOS管D5的漏极均连接至DC/DC转换器。
7.如权利要求6所述的电缆隧道视频可视化监拍***，其特征在于，D1的源极分三路，一路连接电阻R1，一路连接电容C1，一路连接P沟道MOS管D2的源极；D1的门极分三路，一路连接电阻R1，一路连接电容C1，一路连接D2的门极；P沟道MOS管D4的源极分三路，一路连接电阻R3，一路连接电容C2，一路连接P沟道MOS管D5的源极；D4的门极分三路，一路连接电阻R3，一路连接电容C2，一路连接D5的门极。
8.如权利要求1所述的电缆隧道视频可视化监拍***，其特征在于，微控制器还用于监测充电管理芯片的工作状态，若存在充电管理芯片工作异常，自动关闭该充电管理芯片。
9.如权利要求1所述的电缆隧道视频可视化监拍***，其特征在于，所述供电模块还与声音采集模块相连，所述供电模块的输出端与监拍装置的多个功能模块分别连接；
所述微控制器用于：根据供电模块的当前电量以及多个功能模块的重要性和所需能耗，控制供电模块选择不同的供电策略；以及根据声音信号来控制监拍装置的监拍方位及监拍开始时刻。
10.如权利要求9所述的电缆隧道视频可视化监拍***，其特征在于，微控制器内预存储不同的供电策略，具体包括：
性能模型策略：以采集数据为主，微控制器根据供电模块当前电量所属的电量等级，以及待供电的功能模块的等级，为相应等级的功能模块供电；
时间模型策略：以延长监拍***的工作时间为主，微控制器根据供电模块当前电量所属的电量等级，以及待供电的功能模块的等级，为相应等级的功能模块供电；
一般模型策略：当供电模块的电量高于设定阈值时，选用性能模型策略；当供电模块的电量低于设定阈值时，自动切换为时间模型策略；
储能模型策略：当供电模块的温度低于设定阈值时，开启加热装置增加供电模块的温度；当供电模块的温度高于设定阈值时，减少供电模块的充电电流。
11.如权利要求10所述的电缆隧道视频可视化监拍***，其特征在于，根据供电模块的温度，确定供电策略是否选择储能模型策略；
根据供电模块的电量，确定供电策略是否选择性能模型策略、时间模型策略或者一般模型策略。
12.如权利要求9所述的电缆隧道视频可视化监拍***，其特征在于，所述功能模块等级的划分根据功能模块的重要性与功耗，重要低功耗的功能模块等级最高，非重要高功耗的等级最低。
13.如权利要求9所述的电缆隧道视频可视化监拍***，其特征在于，所述微处理器与客户端建立通信连接，基于所述客户端针对电量和功能模块的等级划分信息以及供电策略修改。
14.如权利要求1所述的电缆隧道视频可视化监拍***，其特征在于，所述电缆隧道视频可视化监拍***，还包括：
气体浓度监控装置，其用于实时采集隧道内易燃易爆气体浓度，判断防爆气体在该浓度下的危险程度，联动相应风机进行排风并在GIS地图上标注出防爆气体浓度超标的位置。
15.一种基于如权利要求1-14中任一项所述的电缆隧道视频可视化监拍***的工作方法，其特征在于，包括：
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根据供电模块中相应储能元件的容量来控制充电管理芯片的启动数量，以及根据充电管理芯片的当前温度来控制相应充电管理芯片的启停，实现充电管理芯片的分时散热。
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