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CN114554082A - 一种变电站设备表计智能采集系统 - Google Patents

一种变电站设备表计智能采集系统 Download PDF

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CN114554082A
CN114554082A CN202210061943.XA CN202210061943A CN114554082A CN 114554082 A CN114554082 A CN 114554082A CN 202210061943 A CN202210061943 A CN 202210061943A CN 114554082 A CN114554082 A CN 114554082A
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CN
China
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processing module
equipment
camera
meter
data
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202210061943.XA
Other languages
English (en)
Inventor
闫庆方
徐海瑞
石云松
贾伟
杨光
王兵
刘鹏辉
焦世青
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Zhengzhou Qingda Huilian Photoelectric Research Institute Co ltd
State Grid Corp of China SGCC
Zhengzhou Power Supply Co of Henan Electric Power Co
Original Assignee
Zhengzhou Qingda Huilian Photoelectric Research Institute Co ltd
State Grid Corp of China SGCC
Zhengzhou Power Supply Co of Henan Electric Power Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zhengzhou Qingda Huilian Photoelectric Research Institute Co ltd, State Grid Corp of China SGCC, Zhengzhou Power Supply Co of Henan Electric Power Co filed Critical Zhengzhou Qingda Huilian Photoelectric Research Institute Co ltd
Priority to CN202210061943.XA priority Critical patent/CN114554082A/zh
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Abstract

本发明公开了一种变电站设备表计智能采集系统，包括采集模块和处理模块，采集模块包括摄像头，利用摄像头进行拍照，并将拍照图片通过有线传输到处理模块；处理模块对接收到的信息进行转换和压缩，并通过其上设置的无线收发器将压缩后的信息通过4G无线网传给后台的服务器；服务器利用AI算法对接收到的设备表计的图片进行辨识和采集，随后将数据结果加密后保存到数据库，通过服务器端的解密，能够将数据在显示器显示出来，或者通过4G无线网将结果传输到操作人员的手持设备上；摄像头通过转向连杆设置在集成壳体上，集成壳体的外侧设置有用于固定集成壳体的平面板或弧面板。本发明不需要人工手写抄录设备表计，工作效率快。

Description

一种变电站设备表计智能采集系统
技术领域
本发明涉及一种采集系统，特别是涉及一种变电站设备表计智能采集系统。
背景技术
随着当前电网建设的发展，变电站的数据量激增，变电日常运维工作量也急剧增加；表计抄录是变电运维巡视工作中的一项重要工作内容；但变电站表计类型多种多样，不同厂家不同型号的表盘样式也各不相同；变电站的表计主要有SF6表、避雷器表、油位表、压力表、油温表、放电计数器、数字压力表等20余种类型的表计，再加上分合指示类的巡视内容，运维人员的主要工作精力都用在了使用纸笔抄录这种落后的工作方式上，存在着以下几个问题：
（1）纸笔抄录效率低下。一座220kV变电站有约200块表计，运维人员完整地抄录一次，需要2小时左右。期间由于部分表计位置较高，还需要借助一些工具，巡视工作的效率十分低，如遇天气恶劣，工作开展更加不便。
（2）人工抄录极易出错。人员巡视易对部分老旧表计查看不详，抄录过程中对指针位置和数据记录可能出现错记、漏记等现象。
（3）人工巡视表计的过程存在一定风险。如室内SF6如果发生泄露，运维人员在未经安全检查就进入的情况下，容易出现危险。
（4）当前缺乏有效的实时图像监测机制。部分变电站的表计信息可能传到监控机上，但只传输了数据，而没有真实图像。数据在传输过程中可能因种种原因出错，如果需要核实，还需要运维人员去站内进行人工检查，十分不便。
（5）机器人巡视存在死角，不能完全覆盖站内设备表计。一些设备的表计高度和角度较为特殊，巡视机器人无法观测到。室内变电站中，110kV高压室和220kV高压室表计数量繁多，目前巡视机器人多在室外活动，无法兼顾。
因此，当前以纸笔为载体的表计巡视方式和管理方式已经无法应对当前繁复的工作节奏，甚至给设备工作状态评价带来了安全隐患。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种不需要人工进行变电站设备表计抄录的变电站设备表计智能采集系统。
本发明为解决技术问题所采取的技术方案是：
一种变电站设备表计智能采集系统，包括采集模块和处理模块，其特征是：所述采集模块包括摄像头，利用所述摄像头进行拍照，并将拍照图片通过有线传输到所述处理模块；
所述处理模块对接收到的信息进行转换和压缩，并通过其上设置的无线收发器将压缩后的信息通过4G无线网传给后台的服务器；
所述服务器利用AI算法对接收到的所述设备表计的图片进行辨识和采集，随后将数据结果加密后保存到数据库，通过服务器端的解密，能够将数据在显示器显示出来，或者通过4G无线网将结果传输到操作人员的手持设备上；
所述摄像头通过转向连杆设置在集成壳体上，所述集成壳体内设置有电源模块和所述处理模块，所述集成壳体的外侧设置有用于固定所述集成壳体的平面板，所述平面板上设置有第一电磁块和第一螺栓孔，对于平坦的设备表面，给第一电磁块进行通电，利用第一电磁块吸附在设备表面或利用第一螺栓孔结合U型卡槽利用紧固螺栓进行固定；
对于弧形的设备表面，利用连接螺栓在所述平面板的外侧连接一个弧形板，所述弧形板上设置有第二电磁块和第二螺栓孔，给第二电磁块进行通电，利用第二电磁块吸附在弧形表面或利用第二螺栓孔结合U型卡槽利用紧固螺栓进行固定。
所述处理模块将所述采集模块发送来的模拟信号转换为数字信号，完成模数的转换，然后将数字信号进行压缩保存，保存后通过无线收发器和4G无线网发给服务器；压缩时，采用快速的H.263视频压缩编码技术对接收到的数据包进行编码处理和压缩处理。
所述服务器利用AI算法对图片进行辨识，辨识的时候，按照不同设备表计的种类进行分类，同一种设备表计的多种数据类型形成一个数据包进行加密保存；
加解密时，采用量子加密技术，利用AES加解密算法技术对数据进行加解密，并且量子密钥每隔一定时间更换一次密钥，以保证加密的安全性，从而保证信息的安全可靠。
所述处理模块上设置有单片机，所述单片机上连接有时间继电器，能够对所述摄像头的拍照时间进行定时，方便摄像头进行定时拍照。
所述单片机为ST低功耗单片机，工作主频为168MHz，处理器为Rockchip的RK1808AIoT,CPU采用1.6GHz双核64位Cortex-A35架构，NPU部分的峰值算力高达3.0TOPs，支持INT8/INT16/FP16混合运算。
所述电源模块采用无源的高强度锂电池供电。
所述集成壳体的上端面上设置有可旋转圆台，可旋转圆台中心处设置有固定柱，所述可旋转圆台与所述固定柱之间设置有轴承，所述可旋转圆台围绕所述固定柱旋转，所述集成壳体上位于所述固定柱圆周设置有限位孔，所述可旋转圆台上与所述限位孔对应处设置有一个连接孔，连接孔上下贯通可旋转圆台，利用一个限位棒能够将可旋转圆台固定在固定的位置，可旋转平台上固定有所述转向连杆。
所述转向连杆为蛇形管，在蛇形管的上端设置有所述摄像头，固定柱上设置有导线穿行孔，集成壳体内部处理模块通过导线穿过所述固定柱和所述蛇形管后与所述摄像头连接。
通过蛇形管和可旋转平台的结合，能够使摄像头伸到其形成范围内的任意方向和角度，使用方便。
本发明的积极有益效果是：
1、本发明中利用摄像头对设备表计进行定时抓拍，抓拍后通过网关和传输网将数据传输到服务器后台，不需要人工手写抄录，且有图像作为佐证，不容易出现错误，需要核实时，只需要查看服务器内存储的图片就可，不需要去现场再次核查，工作效率高，节约劳动力。
2、本发明不需要运维人员到现场进行人工抄录，即使室内SF6发生泄露，也不会出现因为运维人员在未经安全检查的情况下，因要抄录设备表计而发生危险，保证了运维人员的人身安全。
3、本发明中将集成壳体连通摄像头安装在需要检测的设备表计附近，如果是平面设备，利用平面板上的第一电磁铁将集成壳体进行固定，或利用第一螺栓孔结合U型卡槽利用紧固螺栓进行固定，如果是曲面设备，利用曲面板上的第二电磁铁将集成壳体进行固定，或利用第二螺栓孔结合U型卡槽利用紧固螺栓进行固定；随后调节可旋转平台的方向，并调整蛇形管的弯曲角度，使其能够适应不同角度和不同高度的设备表计。
附图说明
图1 是本发明一种变电站设备表计智能采集系统的电路模块连接图；
图2是图1中电源模块的内部电路连接图；
图3是本发明中集成壳体、转向连杆和摄像头之间的连接示意图；
图4是图3的右视图；
图5是本发明中集成壳体和可旋转圆台之间的结构剖图；
图6是本发明中集成壳体上限位孔分布图；
图7是本发明中可旋转圆台的俯视图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本发明的实施例。虽然附图中显示了本发明的某些实施例，然而应当理解的是，本发明可以通过各种形式来实现，而且不应该被解释为限于这里阐述的实施例，相反提供这些实施例是为了更加透彻和完整地理解本发明。应当理解的是，本发明的附图及实施例仅用于示例性作用，并非用于限制本发明的保护范围。
本文使用的术语“包括”及其变形是开放性包括，即“包括但不限于”。
需要注意，本发明中提及的“第一”、“第二”等概念仅用于对不同的装置、模块或单元进行区分，并非用于限定这些装置、模块或单元所执行的功能的顺序或者相互依存关系。
本发明实施方式中的多个装置之间所交互的消息或者信息的名称仅用于说明性的目的，而并不是用于对这些消息或信息的范围进行限制。
参见图1、图2、图3、图4、图5、图6和图7图中：1-摄像头，2-转向连杆，3-集成壳体，4-平面板，5-第一电磁块5，6-第一螺栓孔，7-可旋转圆台，8-固定柱，9-轴承，10-限位孔，11-连接孔，12-转向连杆，13-穿行孔，14-连接螺栓，15-弧形板，16-第二电磁块。
实施例1：一种变电站设备表计智能采集系统，包括采集模块和处理模块，采集模块包括摄像头1，摄像头1设置在转向连杆2的顶端，转向连杆2的尾端设置在集成壳体3上，集成壳体3内设置有电源模块和处理模块，摄像头1通过导线穿过转向连杆2与集成壳体3内的处理模块连接。
集成壳体3的外侧设置有用于固定集成壳体3的平面板4，平面板4上设置有第一电磁块5和第一螺栓孔6，对于平坦的设备表面，给第一电磁块5进行通电，利用第一电磁块5吸附在设备表面或利用第一螺栓孔6结合U型卡槽利用紧固螺栓进行固定，第一电磁力块与电源模块之间通过导线连接，且第一电磁力块与电源模块之间设置有第一开关，用于第一电磁力块的充电和断电操作。
电源模块内采用无源的高强度锂电池供电。
集成壳体3的上端面上设置有可旋转圆台7，可旋转圆台7中心处设置有固定柱8，可旋转圆台7与固定柱8之间设置有轴承9，可旋转圆台7围绕固定柱8旋转，集成壳体3上位于固定柱8圆周设置有限位孔10，可旋转圆台7上与限位孔10对应处设置有一个连接孔11，连接孔11上下贯通可旋转圆台7，利用一个限位棒12能够将可旋转圆台7固定在固定的位置，可旋转平台上固定有转向连杆2。
转向连杆2为蛇形管，在蛇形管的上端设置有摄像头1，固定柱8上设置有导线穿行孔13，集成壳体3内部处理模块通过导线穿过固定柱8和蛇形管后与摄像头1连接。
通过蛇形管和可旋转平台的结合，能够使摄像头1伸到其形成范围内的任意方向和角度，使用方便。
利用摄像头1进行拍照，并将拍照图片通过导线传输到处理模块；
处理模块将采集模块发送来的图片的模拟信号转换为数字信号，完成模数的转换，然后将数字信号进行压缩保存，保存后通过无线收发器和4G无线网发给服务器；压缩时，采用快速的H.263视频压缩编码技术对接收到的数据包进行编码处理和压缩处理。
处理模块将压缩过的数据信息通过其上设置的无线收发器通过4G无线网传给后台的服务器；无线收发器与4G无线网之间还设置有网关，无线收发器将信号线发给网关，网关设置在变电站内，网关与处理模块之间采用Lora通信协议，传输距离远，无阻隔的时候，传输距离可达1000m，网关与后台的服务器之间采用4G无线网进行数据的传输。
根据变电站现场环境实际情况，每个变电站平均部署1-3台网关，即可接入本站内所有表计摄像头1。
处理模块上设置有单片机，单片机上连接有时间继电器，能够对摄像头1的拍照时间进行定时，方便摄像头1进行定时拍照。
单片机为ST低功耗单片机，工作主频为168MHz，处理器为Rockchip的RK1808AIoT,CPU采用1.6GHz双核64位Cortex-A35架构，NPU部分的峰值算力高达3.0TOPs，支持INT8/INT16/FP16混合运算，无线收发器的型号为ADF7021BCPZ-RL7。
服务器利用AI算法对接收到的设备表计的图片进行辨识和采集，辨识的时候，按照不同设备表计的种类进行分类，同一种设备表计的多种数据类型形成一个数据包进行加密保存；随后将数据结果加密后保存到数据库，通过服务器端的解密，能够将数据在显示器显示出来，或者通过4G无线网将结果传输到操作人员的手持设备上；手持设备包括手机或手提电脑。
加解密时，采用量子加密技术，利用AES加解密算法技术对数据进行加解密，并且量子密钥每隔一定时间更换一次密钥，以保证加密的安全性，从而保证信息的安全可靠。
实施例2：在平面板4的外侧利用连接螺栓14连接一个弧形板15，弧形板15适应于弧形的设备表面，弧形板15上设置有第二电磁块16和第二螺栓孔，给第二电磁块16进行通电，利用第二电磁块16吸附在设备表面或利用第二螺栓孔结合U型卡槽利用紧固螺栓进行固定，第二电磁力块与电源模块之间通过导线连接，且第二电磁力块与电源模块之间设置有第二开关，用于第二电磁力块的充电和断电操作。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (5)

1.一种变电站设备表计智能采集系统，包括采集模块和处理模块，其特征是：所述采集模块包括摄像头，利用所述摄像头进行拍照，并将拍照图片通过有线传输到所述处理模块；
所述处理模块对接收到的信息进行转换和压缩，并通过其上设置的无线收发器将压缩后的信息通过4G无线网传给后台的服务器；
所述服务器利用AI算法对接收到的所述设备表计的图片进行辨识和采集，随后将数据结果加密后保存到数据库，通过服务器端的解密，能够将数据在显示器显示出来，或者通过4G无线网将结果传输到操作人员的手持设备上；
所述摄像头通过转向连杆设置在集成壳体上，所述集成壳体内设置有电源模块和所述处理模块，所述集成壳体的外侧设置有用于固定所述集成壳体的平面板，所述平面板上设置有第一电磁块和第一螺栓孔，对于平坦的设备表面，给第一电磁块进行通电，利用第一电磁块吸附在设备表面或利用第一螺栓孔结合U型卡槽利用紧固螺栓进行固定；
对于弧形的设备表面，利用连接螺栓在所述平面板的外侧连接一个弧形板，所述弧形板上设置有第二电磁块和第二螺栓孔，给第二电磁块进行通电，利用第二电磁块吸附在弧形表面或利用第二螺栓孔结合U型卡槽利用紧固螺栓进行固定。
2.根据权利要求1所述的一种变电站设备表计智能采集系统，其特征是：所述处理模块将所述采集模块发送来的模拟信号转换为数字信号，完成模数的转换，然后将数字信号进行压缩保存，保存后通过无线收发器和4G无线网发给服务器；压缩时，采用快速的H.263视频压缩编码技术对接收到的数据包进行编码处理和压缩处理。
3.根据权利要求2所述的一种变电站设备表计智能采集系统，其特征是：所述服务器利用AI算法对图片进行辨识，辨识的时候，按照不同设备表计的种类进行分类，同一种设备表计的多种数据类型形成一个数据包进行加密保存；
加解密时，采用量子加密技术，利用AES加解密算法技术对数据进行加解密。
4.根据权利要求2所述的一种变电站设备表计智能采集系统，其特征是：所述处理模块上设置有单片机，所述单片机上连接有时间继电器，能够对所述摄像头的拍照时间进行定时，方便摄像头进行定时拍照。
5.根据权利要求3所述的一种变电站设备表计智能采集系统，其特征是：所述电源模块采用无源的高强度锂电池供电。
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