一種輸電線路的圖像監測裝置及方法與流程

本發明涉及一種輸電線路監測方法及監測設備，屬于輸電線路在線監測領域。

背景技術：

為了能夠進行電力的傳輸，在傳輸兩端需要架設輸電線路，輸電線路分為架空輸電線路和電纜電路等。為了保證電力的安全傳輸，就需要保證輸電線路的安全性，所以需要實時監測輸電線路是否處于正常的工作狀態。采用輸電線路的實時圖像監測，就可以解決這個問題。

目前，對輸電線路進行實時圖像監測時采用輸電線路圖像監測裝置，通常，該輸電線路圖像監測裝置采用攝像機+無線通信模塊的方式實現，具體可以采用攝像機+網絡視頻服務器(DVS，digital video server)實現，其中，攝像機與DVS之間通過Q9或BNC接口連接，用于實時對輸電線路進行攝像，得到輸電線路的實時圖像，傳輸給DVS；DVS具有圖像編碼及無線傳輸作用，用于接收輸電線路的實時圖像并進行處理，如果通過該實時圖像監測到輸電線路存在異常，則通過網絡發送報警信號。

但是，采用上述裝置對輸電線路進行圖像監測存在以下缺點：

1)所述裝置功耗比較大且體積重量較大，成本較高。所述裝置中的DVS功耗一般在6瓦左右，而且無法進行休眠而降低功耗，所述裝置中的攝像機功耗一般在10瓦左右，也沒有低功耗，因此所述設備正常工作對供電電源的功率要求比較高，為了滿足30天工作時間要求，在為所述裝置供電時，多采用體積容量較大的鉛酸電池或膠體電池，為電池供電的太陽能板需求的功率也相應較大，導致了所述裝置的成本比較高。

2)所述裝置安裝麻煩，費事費力。所述設備體積大且重量大，一般整套設備的重量可以達到40公斤以上，要安裝到較高的輸電線路上，輸電線路一般架設在輸電線路鐵塔上，至少需要3～4人配合完成且要借助輪滑等工具，尤其在一些偏遠的山區劣勢更為突出。

3)所述裝置集成度差，為了實現監測的各個功能，所述裝置需要多個不同的功能模塊組合在一起，設計成本高。所述裝置從功能上一般包括：帶有編解碼的數字信號處理(DSP)或ARM芯片、通信傳輸模塊、存儲芯片、模擬攝像機及電源系統等幾個部分，屬于模塊式組合，所述裝置的各個功能模塊之間相互獨立，設計成本高且集成度低。

因此，如何能夠在對輸電線路進行圖像監測時，提供低功耗和低成本、易于安裝且集成度高的輸電線路監測裝置成為了一個亟待解決的問題。

技術實現要素：

有鑒于此，本發明實施例提供一種輸電線路的圖像監測裝置，該裝置能夠在對輸電線路進行圖像監測時，降低功耗和成本，易于安裝且集成度高。

本發明實施例還提供一種輸電線路的圖像監測方法，該方法能夠在對輸電線路進行圖像監測時，降低功耗和成本，易于安裝且集成度高。

根據上述目的，本發明是這樣實現的：

一種輸電線路的圖像監測裝置，所述監測裝置架設在輸電線路上，包括：太陽能供電單元(101)、片上系統SoC(102)及攝像頭(103)，SoC(102)和攝像頭(103)相連，其中，

太陽能供電單元(101)，用于為SoC(102)及攝像頭(103)供電；

攝像頭(103)，用于在SoC(102)的控制下實時獲取到輸電線路圖像，將所獲取的輸電線路圖像發送給SoC(102)；

SoC(102)，用于控制攝像頭實時獲取數據線路圖像，對從攝像頭(103)中得到輸電線路圖像進行編碼后，無線輸出。

一種輸電線路的圖像監測方法，包括：

監測裝置包括SoC、攝像頭及太陽能功能單元，SoC與攝像頭相連，SoC與攝像頭由太陽能供電單元供電，將監測裝置架設到輸電線路上；

SoC控制攝像頭實時獲取輸電線路圖像；

SoC將所獲取的輸電線路圖像進行編碼，通過無線方式輸出。

由上述方案可以看出，本發明實施例提供的裝置及方法，采用片上系統(SoC)+攝像頭的方式實現，SoC與攝像頭相連，攝像頭用于在SoC的控制下實時獲取到輸電線路圖像，將所獲取的輸電線路圖像發送給SoC，SoC用于控制攝像頭實時獲取數據線路圖像，對從攝像頭中得到輸電線路圖像進行編碼，無線輸出。更進一步地，SoC中具有休眠控制模塊，可以使得SoC進行休眠，降低功耗。由于SoC的功耗小且體積小，與攝像頭一起架設到輸電線路上進行圖像監測時，可以降低功耗和成本，易于安裝且集成度高。

附圖說明

圖1為本發明實施例提供的輸電線路的圖像監測裝置結構示意圖；

圖2為本發明實施例提供的輸電線路的圖像監測方法流程圖；

圖3為本發明實施例提供的輸電線路的圖像監測方法具體例子流程圖。

附圖標記

101-太陽能供電單元

1011-太陽能板

1012-儲能模塊

1013-電源轉化電路

102-SoC

1021-中央處理器

1022-圖像采集與編碼模塊

1023-基帶單元

1024-射頻單元

1025-休眠控制模塊

1026-GPS模塊

1027-無線通信模塊

1028-USB接口

103-攝像頭

具體實施方式

為使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下參照附圖并舉實施例，對本發明作進一步詳細說明。

為了在對輸電線路進行圖像監測時，降低功耗和成本，易于安裝且集成度高，本發明實施例采用SoC+攝像頭的方式實現，SoC與攝像頭相連，攝像頭用于在SoC的控制下實時獲取到輸電線路圖像，將所獲取的輸電線路圖像發送給SoC，SoC用于控制攝像頭實時獲取數據線路圖像，對從攝像頭中得到輸電線路圖像進行編碼，無線輸出。

更進一步地，SoC中具有休眠控制模塊，可以使得SoC進行休眠，降低功耗。SoC由太陽能供電單元供電。

在本發明實施例對輸電線路進行圖像監測時，由于SoC的功耗小且體積小，與攝像頭一起架設到輸電線路上進行圖像監測時，可以降低功耗和成本，易于安裝且集成度高。

圖1為本發明實施例提供的輸電線路的圖像監測裝置結構示意圖，將該裝置架設到輸電線路上，包括：太陽能供電單元101、SoC102及攝像頭103，SoC102和攝像頭103相連，其中，

太陽能供電單元101，用于為SoC102及攝像頭103供電；

攝像頭103，用于在SoC102的控制下實時獲取到輸電線路圖像，將所獲取的輸電線路圖像發送給SoC102；

SoC102，用于控制攝像頭實時獲取數據線路圖像，對從攝像頭103中得到輸電線路圖像進行編碼，無線輸出。

在該結構中，所述太陽能供電單元101還包括：太陽能板1011、儲能模塊1012及電源轉化電路1013，其中，

太陽能板1011收集太陽能后，將太陽能發送給儲能模塊1012進行存儲，電源轉化電路1013將存儲的能量轉化為電能，為SoC102及攝像頭103供電。

在該結構中，SoC102具體包括中央處理器1021，圖像采集與編碼模塊1022、基帶單元1023及射頻單元1024，中央處理器1021用于控制圖像采集與編碼模塊1022、基帶單元1023及射頻單元1024，其中，圖像采集與編碼模塊1022用于對從攝像頭103中得到的輸電線路圖像進行采集及編碼，將輸電線路圖像轉換為設定格式的圖片或視頻，基帶單元1023用于完成移動網絡中無線信號的解調、解擾、解擴和解碼工作，并將最終解碼完成的數字信號傳遞中央處理器1021；射頻單元1024用于在中央處理器1021的控制下將進行了編碼的輸電線路圖像無線輸出。

在該結構中，所述SoC102中還包括休眠控制模塊1025，用于在中央處理器1021的控制下使得SoC102在休眠模式及工作模式進行轉換。在這里，當SoC102接收到控制指令時，可以控制SoC102在休眠模式及工作模式進行轉換。

在該結構中，所述SoC102中還包括全球定位系統(GPS)模塊1026及無線通信模塊1027，分別用于在中央處理器1021的控制下，對所述SoC102進行定位及無線通信。在這里，所述無線通信模塊1027可以采用WiFi或藍牙方式。

在該結構中，所述SoC中還包括通用串行總線(USB)接口1028，用于對所述SoC進行調試或或提供攝像頭103的接入。

在該結構中，所述SoC中還包括存儲單元1029，用于對編碼后的輸電線路圖像進行存儲后，再發送給基帶單元1023處理。

在該結構中，所述SoC102和攝像頭103之間通過移動產業處理器(MIPI)接口連接。

從圖1可以看出，在SoC中，結合了諸如3G或4G的高速通信移動寬帶技術與強大的多媒體功能，三維圖形功能和GPS引擎，可以為監測設備帶來極高的處理速度、極低的功耗及逼真的多媒體和全面的連接性。

在SoC中集成了應用處理器(AP，Application Processor)及基帶處理器(BP，Baseband Processor)，包括基帶單元、射頻單元、存儲單元、GPS模塊、圖像采集及編碼處理、WiFi、藍牙和/或USB接口等功能模塊。

在SoC中的基帶單元包括了各種基帶制式的處理能力，基帶制式包括不限于GSM、CDMA、CDMA2000、TD-WCDMA及LTE等基帶處理，通過基帶單元進行識別及處理，滿足了多種網絡制式的需求。在背景技術提出的輸電線路圖像監測裝置均采用單一信號處理制式，裝置內嵌入式系統和無線模塊均不同，因此生產管理較為麻煩。而采用本發明實施例提供的監測裝置則可以不區分系統和硬件，可以統一管理，方便實現。

在SoC中具有的USB接口可以作為專用調試接口，便于設計調試，同時該接口也能夠適應USB接口的攝像頭接入，實現雙攝像頭或多攝像頭擴展拍攝功能；標準的WiFi及藍牙接口既可以用于擴展接入其他智能設備，又可以作為調試接口。

在SoC中的MIPI接口為攝像頭提供接入，SoC中的圖像采集與編碼模塊可以在中央處理器的控制下將攝像頭采集到的圖像轉換為設定格式的圖片或視頻格式，存儲到存儲模塊中，然后根據設定的服務器地址發送到指定的服務器平臺。

SoC支持多種嵌入式系統，集成的AP可以開發多種不同的應用設計，具有良好的二次開發能力，同時SoC本身具有很強的存儲能力和擴展存儲能力，能夠存儲大量的數據信息。

SoC在正常工作模式下本身具有較低功耗，可以通過內部寄存器控制其進入低功耗休眠模式，將SoC中的基帶單元、存儲單元、GPS模塊、圖像采集與編碼模塊、WiFi模塊及藍牙等模塊均關閉，射頻單元只有部分功能維持，休眠模式下功耗小于正常模式下的百分之一，僅需要幾毫安的待機電流維持；SoC能夠通過外部觸發信號或在內部定時器控制下迅速切換至工作模式。

圖2為本發明實施例提供的輸電線路的圖像監測方法流程圖，其具體步驟為：

步驟201、監測裝置包括SoC、攝像頭及太陽能功能單元，SoC與攝像頭相連，SoC與攝像頭由太陽能供電單元供電，將監測裝置架設到輸電線路上；

步驟202、SoC控制攝像頭實時獲取輸電線路圖像；

步驟203、SoC將所獲取的輸電線路圖像進行編碼后，通過無線方式輸出。

在該方法中，所述進行編碼為：將輸電線路圖像轉換為設定格式的圖片或視頻。

在該方法中，所述無線方式輸出為：將編碼后的輸電線路圖像進行基帶調制后，采用射頻方式進行無線輸出。

該方法還包括：SoC具有休眠功能，在休眠模式及工作模式進行轉換。

該方法還包括：SoC具有定位功能及無線通信功能。

該方法還包括：SoC中具有USB接口，對所述SoC進行調試或提供攝像頭103的接入。

以下舉一個具體例子說明。

在該具體例子中，所述SoC可以采用高通公司的型號為MSM8916的芯片實現，在SoC中配置客戶識別模塊(SIM)卡。所述SoC運行安卓系統，在SoC集成了USB模塊、WiFi模塊、圖像采集與編碼單元和4G通信模塊，支持LTE制式，同時支持GPS定位，集成具有MIPI接口的攝像頭為800萬像素。

圖3為本發明實施例提供的輸電線路的圖像監測方法具體例子流程圖，其具體步驟為：

步驟301～303、輸電線路的圖像監測裝置啟動進行初始化，其中的SoC啟動無線通信網絡，所述裝置自動進行通信網絡校對時，獲取當前通信網絡的時鐘，同時與當前通信網絡的文件傳輸協議(FTP)服務器進行信息交互，獲取服務器端設備的各種參數；

各種參數包括服務器端設備開關時間、拍照次數、圖片像素等配置參數，按照參數設定的工作方式進行定時拍照及傳輸。

在該步驟中，拍照圖片存儲為JPEG格式，根據不同的客戶需求設定不同的圖片大小及分辨率等；

在該步驟中，SoC的內部存儲空間可以設定，比如為1G，并且可以擴展大容量TF卡，最大128G空間；

步驟304、SoC配置完成后，就進入休眠模式，最大程度節省電能；

步驟305～307、SoC接收到通信網絡發送的遠程指令時，被喚醒，根據指令觸發拍照或觸發定時拍照；

步驟308、SoC啟動攝像頭拍照；

在該步驟中，監測裝置在安裝時根據不同的場景調整拍照角度，SoC的WiFi接口與現場調試工具進行連接，可以實時獲取到拍攝圖片并顯示到手持調試工具屏幕上，使得現場安裝更加便捷；

步驟309～310、SoC將所獲取的輸電線路圖像進行編碼后，通過無線方式輸出并判斷是否傳輸完成，如果否，繼續傳輸，如果是，則返回步驟304。

采用本發明實施例的監測裝置功耗低，因此配置的儲能模塊為10AH磷酸鐵鋰電池，體積重量較采用背景技術的監測裝置使用的鉛酸或膠體電池大幅度減小，工作時間卻可以達到30天以上。

可以看出，采用本發明實施例提供的監測裝置，大大降低了設計成本；同時集成芯片的設計也進一步縮小了監測裝置體積和外圍電源的容量，使得監測裝置做到一體化設計。在監測裝置中集成了AP+BP，使得監測裝置資源更豐富，圖像處理更方便。

本發明實施例中的SoC是一個的集成了信號處理功能、射頻、基帶及圖像采集功能和休眠控制等功能的片上系統，而不是采用已有可以直接使用的已經集成了功能的片上系統，其中，信號處理功能采用基帶單元及射頻單元完成，圖像采集功能由圖像采集與編碼模塊完成。本發明實施例提供的SoC還進一步設置集成了無線通信功能及休眠功能，從而使得使用更加方便。本發明不僅限于采用太陽能充電的供電方式，其它如感應取電、交直流取電等供電方式均應包含在本發明的保護范圍之內。

以上舉較佳實施例，對本發明的目的、技術方案和優點進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。