輸電導線的圖像識別與預警裝置的製作方法
2024-02-14 21:26:15
本發明涉及輸電導線監控，具體地，涉及一種輸電導線的圖像識別與預警裝置。
背景技術：
市場上輸電線路視頻監控和識別裝置一般安裝在杆塔上，採用電池加太陽能板供電，此種供電方式受電池、天氣、氣溫等因素制約，工作壽命短而且體積笨重、安裝困難。
高壓輸電線路，常常面臨著各種自然或人為因素的破壞，尤其是在荒無人煙的區域，這給電路維護增加了極大難度。因此，需要一種能夠全面監控高壓輸電線周圍環境的視頻監控裝置，低功耗、易安裝、監控全面、穩定性強。通過嵌入式軟體，使得監控裝置可以識別不同危險預警，並能夠通過遠程無線網絡，將視頻圖像傳輸到控制中心。
該監控裝置需要具有如下要求：能夠全方位監控高壓輸電線周圍的環境；能夠穩定在工作在110KV以上的高壓環境中；通過無線網絡，將視頻接力傳輸出去；能夠實現便捷性供電，且能夠方便地安裝，減少施工複雜性。
技術實現要素：
針對現有技術中的缺陷，本發明的目的是提供一種輸電導線的圖像識別與預警裝置。
根據本發明提供的輸電導線的圖像識別與預警裝置，包括左盒組件、右盒組件和螺杆傳動鉸鏈機構；
其中，所述左盒組件和所述右盒組件相對設置構成螺杆傳動鉸鏈機構安裝腔；所述螺杆傳動鉸鏈機構設置在所述螺杆傳動鉸鏈機構安裝腔內側；所述螺杆傳動鉸鏈機構的一側端連接所述左盒組件，另一側端連接所述右盒組件；
所述螺杆傳動鉸鏈機構驅動所述左盒組件和所述右盒組件張開或閉合形成盒體。
優選地，所述螺杆傳動鉸鏈機構包括第一連杆、第二連杆、第三連杆、第四連杆以及傳動螺杆；
其中，所述第一連杆的一端與所述左盒組件鉸接，另一端與所述第二連杆的一端鉸接；所述第三連杆的一端與所述右盒組件鉸接，另一端與所述第二連杆的另一端鉸接；
所述第二連杆設置有徑向貫穿的第一內螺紋孔，所述傳動螺杆設置在所述第一內螺紋孔內與所述第二連杆螺紋連接；所述傳動螺杆的下端設置在所述第四連杆的螺杆安裝孔內；
所述第四連杆的一側端與所述左盒組件鉸接，另一側端與所述右盒組件鉸接。
優選地，還包括無線充電裝置，所述盒體的兩側面和/或下側面均設置有攝像頭；
所述無線充電裝置電連接所述攝像頭。
優選地，還包括無線模塊、定向天線、功率放大器以及低噪音放大器；
所述無線模塊設置在所述盒體內側；所述無線模塊電連接所述攝像頭；所述無線模塊依次通過所述功率放大器、低噪音放大器連接所述定向天線；
所述定向天線設置在所述盒體的兩側面。
優選地，還包括外殼、鏡片、加熱板、導熱件以及攝像頭外蓋；
其中，所述攝像頭外蓋設置在所述鏡片的外側，將所述鏡片固定至外殼內；所述攝像頭外蓋上設置有與所述鏡片相對應的透光孔；所述攝像頭設置在所述鏡片內側；
所述攝像頭外蓋的內側面上設置有安裝槽；所述安裝槽內設置有加熱板；所述導熱件的一側面與所述加熱板相貼合，另一側面與所述鏡片相貼合。
優選地，還包括強光燈、揚聲器以及嵌入式圖像處理平臺；
其中，所述攝像頭、所述強光燈、所述揚聲器電連接所述嵌入式圖像處理平臺。
優選地，所述左盒組件上設置有左適配器安裝槽；所述右盒組件上設置有與左適配器安裝槽相匹配的右適配器安裝槽；當左盒組件、相右盒組件相對閉合時，左適配器安裝槽和右適配器安裝槽相對形成適配器安裝腔；
還包括安裝外殼、左適配器以及右適配器；
其中，所述左適配器設置在所述左適配器安裝槽內；所述右適配器設置在所述右適配器安裝槽內；
所述安裝外殼設置在所述左適配器和/或所述右適配器的端部；所述等電位模塊和/或紅外測溫模塊設置在所述安裝外殼上。
優選地，還包括安裝工具本體；所述傳動螺杆設置有與所述安裝工具本體的一端相匹配的安裝孔；所述安裝工具本體通過所述安裝孔驅動所述傳動螺杆轉動。
優選地，所述安裝工具本體的一端依次設置有外螺紋和扳手，另一端設置有電力絕緣杆；
所述安裝孔包括依次設置的第二內螺紋孔和扳手孔；所述第二內螺紋孔與所述外螺紋相匹配，所述扳手與所述扳手孔相匹配。
優選地，所述左盒組件和所述右盒組件相對的側面上分別設置有左磁鐵和右磁體；
左磁鐵和右磁體的異極相對。
與現有技術相比，本發明具有如下的有益效果：
1、本發明設置有四個廣角攝像頭，其中沿導線方向導線兩側各一個，導線下方兩個攝像頭單個攝像頭的可視角為120度，這樣能實現導線下方視頻全覆蓋，沿導線且垂直地面方向300度覆蓋；
2、本發明設置有無線模塊，相鄰盒體之間能夠進行無線連接，進行信號傳輸，形成無線網絡接力，將視頻接力傳輸出去。
3、本發明中設置有加熱板和導熱件，能夠適用於低溫環境，鏡片能夠通過加熱板加熱除霜；
4、本發明中強光燈能夠與攝像同步，在環境光線較暗或者夜間作為攝像模塊背景燈；
5、本發明等電位模塊與測溫模塊分開設置，降低了本發明的設計加工難度；
6、本發明通過紅外測溫模塊進行對適配器安裝腔中的輸電導線的溫度進行測量，紅外測溫模塊與輸電導線無需接觸，即可測溫，提供了測量數據的穩定性；
7、本發明中安裝工具本體與螺杆傳動鉸鏈機構相配合，打開閉合左盒組件和所述右盒組件時動作簡潔，安裝便捷；安裝時，工作人員不用與輸電導線直接接觸，即不需要操作人員爬到輸電導線上作業，安裝更便捷，更安全；
8、本發明中盒體呈球形結構或圓餅形，能有效防止高壓電暈產生。
附圖說明
通過閱讀參照以下附圖對非限制性實施例所作的詳細描述，本發明的其它特徵、目的和優點將會變得更明顯：
圖1(a)、(b)示出了本發明的結構示意圖；
圖2為本發明中安裝工具本體與螺杆傳動鉸鏈機構的配合關係示意圖；
圖3為本發明中安裝工具本體的結構示意圖；
圖4(a)、圖4(b)、圖4(c)、圖4(d)示出了本發明安裝過程中螺杆傳動鉸鏈機構與安裝工具本體配合示意圖；
圖5為示出了本發明安裝過程中左磁鐵和有磁鐵的盒配合關係示意圖；
圖6為本發明的一個方向的結構示意圖；
圖7、圖8示出了本發明與輸電導向的配合關係示意圖；
圖9示出了本發明中等電位和測溫模塊的安裝示意圖；
圖10示出了本發明中等電位和測溫模塊的結構示意圖；
圖11(a)、(b)分別示出了本發明中導線擋塊、凸起件對輸電導線的限位示意圖；
圖12(a)、(b)示出了本發明中攝像頭的監控區域示意圖；
圖13示出了本發明中通信模塊的通信過程示意圖；
圖14、圖15示出了本發明中攝像鏡片自清潔裝置的示意圖。
圖中：
1為左盒組件；2為右盒組件；3為螺杆傳動鉸鏈機構；4為安裝工具本體；5為左盒；6為右盒；7為輸電導線；8為定向天線；11為第四連杆；12為第四連杆小蓋；13為第二連杆；14為傳動螺杆；15為第一連杆；16為第三連杆；17為第一襯墊；18為第二襯墊；19為左旋螺紋六角扳手；20為電力絕緣杆、21為左磁鐵；22為右磁鐵；30為第一攝像頭；31為左適配器；32為右適配器；33為第二LED燈；34為第二蜂鳴器；35為第四攝像頭；36為第二攝像頭；37為第二蜂鳴器；38為第一LED燈；39為第三攝像頭；40為第一等電位和測溫模塊；41為第二等電位和測溫模塊；43為安裝外殼；44為彈性頂針；45為紅外測溫模塊；50為導線擋塊；51為攝像頭；52為鏡片；53為導熱件；54為加熱板；55為攝像頭外蓋；56為安裝外殼。
具體實施方式
下面結合具體實施例對本發明進行詳細說明。以下實施例將有助於本領域的技術人員進一步理解本發明，但不以任何形式限制本發明。應當指出的是，對本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進。這些都屬於本發明的保護範圍。
在本實施例中，本發明提供的輸電導線的圖像識別與預警裝置，包括左盒組件1、右盒組件2和螺杆傳動鉸鏈機構3；
其中，所述左盒組件1和所述右盒組件2相對設置構成螺杆傳動鉸鏈機構安裝腔；所述螺杆傳動鉸鏈機構3設置在所述螺杆傳動鉸鏈機構安裝腔內側；所述螺杆傳動鉸鏈機構3的一側端連接所述左盒組件1，另一側端連接所述右盒組件2；
所述螺杆傳動鉸鏈機構3驅動所述左盒組件1和所述右盒組件2張開或閉合形成盒體。
所述螺杆傳動鉸鏈機構3包括第一連杆15、第二連杆13、第三連杆16、第四連杆11以及傳動螺杆14；
其中，所述第一連杆15的一端與所述左盒組件1鉸接，另一端與所述第二連杆13的一端鉸接；所述第三連杆16的一端與所述右盒組件2鉸接，另一端與所述第二連杆13的另一端鉸接；
所述第二連杆13設置有徑向貫穿的第一內螺紋孔，所述傳動螺杆14設置在所述第一內螺紋孔內與所述第二連杆螺紋連接；所述傳動螺杆14的下端設置在所述第四連杆11的螺杆安裝孔內；
所述第四連杆11的一側端與所述左盒組件1鉸接，另一側端與所述右盒組件2鉸接。
本發明提供的輸電導線的圖像識別與預警裝置，還包括無線充電裝置，所述盒體的兩側面和/或下側面均設置有攝像頭；
所述無線充電裝置電連接所述攝像頭。
本發明提供的輸電導線的圖像識別與預警裝置，還包括無線模塊、定向天線、功率放大器以及低噪音放大器；
所述無線模塊設置在所述盒體內側；所述無線模塊電連接所述攝像頭；所述無線模塊依次通過所述功率放大器、低噪音放大器連接所述定向天線；
所述定向天線設置在所述盒體的兩側面。
所述攝像頭的數量為四個；所述盒體的兩側分別設置有一攝像頭；
所述盒體的下側面設置有兩個攝像頭；
所述無線模塊的數量為兩個，兩個無線模塊之間通過SPI總線連接。所述無線模塊採用CC3200晶片。
本發明採用視頻陣列技術，高度壓縮圖片數據，實現導線附近環境的可視化，實現多種數據傳輸途徑(如GPRS通用網絡，WiFi等)，在信號覆蓋差的偏遠區域，當一輸電導線的圖像識別與預警裝置的設備節點傳輸數據無法走正常網絡時，設備節點會通過最優路由路徑算法與附近的相鄰或者相隔數個的設備節點建立通信鏈路來傳輸數據，直到某個輸電導線的圖像識別與預警裝置是設備節點進入正常網絡範圍時，轉交給正常網絡繼續傳輸。
具體接力算法如下：
假定，兩個輸電導線的圖像識別與預警裝置之間相距500米，而一個無線模塊間，最大通信距離為2500m，那麼，假定兩個輸電導線的圖像識別與預警裝置之間有效通信距離為2000m。那麼，第一臺輸電導線的圖像識別與預警裝置，能夠通過後續的第三臺輸電導線的圖像識別與預警裝置、第四臺輸電導線的圖像識別與預警裝置、第五臺輸電導線的圖像識別與預警裝置等接力，將數據傳輸出去。
數據接力的原則是，儘可能減少接力的次數，網絡系統的能量消耗，以及網絡負載開銷。每個設備的角色，除了發送自身視頻，還要負責轉發來自上遊的視頻數據。為了減少，系統中路由尋址的次數，並且平攤系統中每個設備的網絡傳輸負擔。第一臺輸電導線的圖像識別與預警裝置，向第五臺輸電導線的圖像識別與預警裝置發送RTS(Request-To-Send)，申請對方接力，握手成功後，評估信號質量後，進行數據傳輸。如果連接不上，那麼申請第四臺輸電導線的圖像識別與預警裝置接力。鏈路更新，有兩個觸發事件：每隔10min內的更新，檢查鏈路狀況。接力是第五臺輸電導線的圖像識別與預警裝置5異常，檢查第四臺輸電導線的圖像識別與預警裝置網絡情況。
CC3200晶片的Wi-Fi通信，初步實現以下四點核心功能：
1、1s內動態傳輸5幀圖片(幀數可配置)，手機可以查看4個攝像頭。300K Byte/s*8＝2.4Mbps。如果採用802.11b協議，工作在2.4g的頻率範圍(頻段寬度83.5MHZ)，最大傳輸速率11mbps。用戶可以同時訪問監控器的4個攝像頭，為小解析度的視頻圖像；也可以單獨訪問某一個攝像頭，遠程自動配置為較大解析度的視頻圖像。
2、每個輸電導線的圖像識別與預警裝置含有兩個CC3200晶片，各自帶有PA(功率放大器)和LNA(低噪音放大器)，各自連接一個定向天線。理論上來講，本發明可以實現發送和接收全雙工。
3、支持手機APP設置，能夠連接訪問設備，進行參數配置。能夠支持第3方設備，作為一個Wi-Fi公共基礎設施，用來訪問網際網路。
4、網絡帶寬滿足數據傳輸，視頻傳輸實現以下功能：
定時傳輸每個智能監控器的圖片，數分鐘一次；實時可以查閱視頻，同時可以訪問1個設備的4個攝像；手機可以選擇錄像模式，選擇圖像大小。
本發明提供的輸電導線的圖像識別與預警裝置，還包括外殼、鏡片、加熱板、導熱件以及攝像頭外蓋；
其中，所述攝像頭外蓋設置在所述鏡片的外側，將所述鏡片固定至外殼內；所述攝像頭外蓋上設置有與所述鏡片相對應的透光孔；所述攝像頭設置在所述鏡片內側；
所述攝像頭外蓋的內側面上設置有安裝槽；所述安裝槽內設置有加熱板；所述導熱件的一側面與所述加熱板相貼合，另一側面與所述鏡片相貼合。所述安裝槽沿所述攝像頭外蓋周向延伸。所述鏡片的外側面上設置有超疏水塗層。所述導熱件採用導熱矽膠製成；通過導熱矽膠將加熱板灌封在所述安裝槽上。
鏡片自清潔方法包括如下步驟：當所述鏡片結霜時，通過所述加熱板通過所述導熱件將熱量傳至鏡片，給鏡片除霜。
還包括如下步驟：
-通過所述鏡片的外側面上設置有超疏水塗層進行鏡片的自清潔防汙。
本發明提供的輸電導線的圖像識別與預警裝置，還包括強光燈、揚聲器以及嵌入式圖像處理平臺；
其中，所述攝像頭、所述強光燈、所述揚聲器電連接所述嵌入式圖像處理平臺。
第一攝像頭、第三攝像頭分別設置在所述盒體的兩側面；第二攝像頭和第四攝像頭設置在所述盒體的下側面上。所述強光燈採用LED燈；所述揚聲器具體為第一蜂鳴器、第二蜂鳴器。
所述左盒組件上設置有左適配器安裝槽；所述右盒組件上設置有與左適配器安裝槽相匹配的右適配器安裝槽；當左盒組件、相右盒組件相對閉合時，左適配器安裝槽和右適配器安裝槽相對形成適配器安裝腔；
所述左適配器安裝槽和/或所述右適配器安裝槽的端部設置等電位模塊和/或紅外測溫模塊。
本發明提供的輸電導線的圖像識別與預警裝置，還包括安裝外殼、左適配器以及右適配器；
其中，所述左適配器設置在所述左適配器安裝槽內；所述右適配器設置在所述右適配器安裝槽內；
所述安裝外殼設置在所述左適配器和/或所述右適配器的端部；所述等電位模塊和/或紅外測溫模塊設置在所述安裝外殼上。
所述等電位模塊採用彈性頂針。
所述安裝外殼的數量為兩個，具體為第一安裝外殼、第二安裝外殼；所述左適配器的一端端面設置有第一安裝外殼；所述右適配器的一端端面設置有第二安裝外殼；
所述第一安裝外殼和所述第二安裝外殼上均設置有等電位模塊和/或紅外測溫模塊；
第一安裝外殼的等電位模塊和/或紅外測溫模塊與第二安裝外殼的等電位模塊和/或紅外測溫模塊相對。
本發明提供的輸電導線的圖像識別與預警裝置，還包括安裝工具本體4；所述傳動螺杆14設置有與所述安裝工具本體4的一端相匹配的安裝孔；所述安裝工具本體4通過所述安裝孔驅動所述傳動螺杆14轉動。
所述安裝工具本體4的一端依次設置有外螺紋和扳手，另一端設置有電力絕緣杆20；
所述安裝孔包括依次設置的第二內螺紋孔和扳手孔；所述第二內螺紋孔與所述外螺紋相匹配，所述扳手與所述扳手孔相匹配。
所述左盒組件1和所述右盒組件2相對的側面上分別設置有左磁鐵和右磁體；
左磁鐵和右磁體的異極相對。
所述左適配器和所述右適配器的一側設置凸起件，所述凸起件用於安裝時對輸電導線限位。
本發明提供的輸電導線的圖像識別與預警裝置，還包括導線擋塊50；
其中，所述導線擋塊50設置在左盒組件1或右盒組件2上；
所述導線擋塊50設置在所述左適配器和所述右適配器的另一側；所述導線擋塊50用於安裝時對輸電導線限位。
所述扳手為六角扳手；所述扳手孔為內六角孔；
所述外螺紋左旋梯形外螺紋。
本發明提供的輸電導線的圖像識別與預警裝置的安裝方法，包括如下步驟：
步驟S1：將安裝工具本體4插入傳動螺杆14中；具體為，通過左旋將安裝工具本體4外螺紋旋入第四連杆11的第二內螺紋孔中，扳手進入扳手孔中，驅動傳動螺杆14轉動，從而第二連杆13相對傳動螺杆14滑動，進而帶動所述第一連杆14和所述第三連杆16的運動，實現所述左盒組件1與所述右盒組件2的張開；
步驟S2：通過安裝工具本體4將輸電導線設備移入輸電導線下側，輸電導線從張開的左盒組件和右盒組件之間穿過，左適配器和右適配器的凸起件和導線擋塊50抵住輸電導線；
步驟S3：右旋安裝工具本體4，帶動傳動螺杆14右旋，第二連杆13相對傳動螺杆14的滑動，進而帶動所述第一連杆14和所述第三連杆16的運動，實現所述左盒組件1與所述右盒組件2的閉合，同時安裝工具本體4的外螺紋從第四連杆11的第二內螺紋孔中旋出，安裝工具本體與輸電導線設備分離；
本發明提供的輸電導線的圖像識別與預警裝置的安裝方法，還包括如下步驟：
-當左盒組件1與所述右盒組件2的閉合時，左磁鐵和右磁體相吸。
以上對本發明的具體實施例進行了描述。需要理解的是，本發明並不局限於上述特定實施方式，本領域技術人員可以在權利要求的範圍內做出各種變形或修改，這並不影響本發明的實質內容。