输电线路实时视频监控系统研究

论文摘要

随着国民经济的持续发展,我国的电力需求快速增长,电力网络的覆盖范围也迅速扩大。输配电线路大量穿越城市、村镇,在空间上与人们的生活、生产活动发生干涉,往往容易引起事故,导致短路停电、相关设施毁损,影响人们的正常生产生活和输电线路的安全运行。因此,通过对输配电线路通道两侧开展实时视频监控,进而从安全防控角度调整人们的生产生活,保障持续可靠供电和维护人民财产安全,具有很强的现实意义和实用价值。通过对输电线路通道两侧开展视频监控的需求分析,本文提出了一种基于嵌入式处理器的输电线路实时视频监控系统,给出了系统的总体方案设计,开发实现了实时视频监控系统。该系统通过安装在输电线路杆塔上,实时地对输电线路周围进行全方位监控;将异常图像编辑成彩信发送至现场工作人员手机实现预警,以便工作人员及时采取有效措施;同时远程控制现场喇叭播放音频,达到告警目的,有效减少破坏输电线路安全运行事故的发生。硬件设计方面,选取了基于ARM+DSP架构的嵌入式处理器,与3G无线通信模块、球型摄像机、喇叭和功放硬件集成,构建了前端监控硬件平台。针对设备高空独立供电要求,设计太阳能组件功率、电池容量、光伏控制器电压参数和供电管理电路,实现了太阳能独立供电系统,保证系统长时间稳定可靠运行。结合监控现场铁塔安装要求,设计并制作了箱体、夹具以及组件支架,最终完成了整个系统的硬件装配。软件开发方面,采用模块化编程思想,利用Socket和多线程编程技术完成了节点图像采集与格式转换、JPEG压缩与传输、控制命令传输与解析、球机云台控制和音频报警程序。利用MFC类库开发了用户管理中心彩信发送软件,实现了监控图片的彩信发送。同时对图像预处理技术进行研究,为后续实现输电线路两侧通道异常活动的智能识别奠定了良好的基础。最后对系统整体的硬件和软件进行测试,并应用于输电线路两侧有大型施工活动的现场,实现了对输电线路通道两侧的实时监控,验证了本系统的实用价值。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 图表清单
• 注释表
• 第一章 绪论
• 1.1 课题背景及研究意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 国外发展现状
• 1.2.2 国内发展现状
• 1.3 本文研究工作及创新
• 1.4 本文组织结构
• 第二章 视频监控系统总体方案设计
• 2.1 系统关键技术研究与总体方案设计
• 2.1.1 系统关键技术研究
• 2.1.2 总体设计方案与流程
• 2.2 监控节点硬件设计
• 2.2.1 嵌入式平台硬件结构图
• 2.2.2 构建节点硬件开发平台
• 2.3 监控节点软件设计
• 2.3.1 Socket 编程技术
• 2.3.2 多线程编程技术
• 2.3.3 嵌入式软件设计
• 2.4 服务器方案设计
• 2.5 用户管理中心方案设计
• 2.6 本章小结
• 第三章 视频监控系统硬件设计及物理实现
• 3.1 太阳能供电系统设计
• 3.1.1 太阳能组件功率及电池容量
• 3.1.2 光伏控制器电压参数设计
• 3.1.3 供电管理电路设计
• 3.2 系统硬件装配与测试
• 3.3 本章小结
• 第四章 视频监控系统软件
• 4.1 监控系统软件功能概述
• 4.2 电源管理程序设计
• 4.3 嵌入式平台软件设计
• 4.3.1 嵌入式开发环境搭建
• 4.3.2 图像采集与格式转换
• 4.3.3 JPEG 编码与传输
• 4.3.4 控制命令传输与解析
• 4.3.5 球机云台转动
• 4.3.6 音频报警线程程序
• 4.4 用户管理中心彩信软件设计
• 4.4.1 TR800 彩信猫和AT 指令集
• 4.4.2 XMODEM 协议
• 4.4.3 CRC 校验原理
• 4.4.4 彩信发送软件设计
• 4.5 图像预处理技术研究
• 4.5.1 图像增强技术
• 4.5.2 图像滤波技术
• 4.6 本章小结
• 第五章 视频监控系统测试与运行
• 5.1 太阳能供电系统测试
• 5.2 节点软件功能测试
• 5.3 彩信发送软件功能测试
• 5.4 现场安装与测试
• 5.5 本章小结
• 第六章 总结与展望
• 6.1 本文工作总结
• 6.2 工作展望
• 参考文献
• 致谢
• 在学期间的研究成果及发表的学术论文