紅外熱像在線測溫系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)
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下位機系統(tǒng)通過專用的傳感和變送裝置，對輸電線路環(huán)境溫度、輸電線路溫度分布的紅外熱圖像等信息進行監(jiān)測，并轉(zhuǎn)化為可以被計算機處理的電信號(電壓、電流、頻率等)，再由CPU對電信號進行二次化處理轉(zhuǎn)化為符合一定標準的數(shù)據(jù)，并存儲在存儲芯片中，以供保存和分析使用。下位機中的數(shù)據(jù)無線通信模塊起橋梁作用，連接監(jiān)控中心端(上位機系統(tǒng))與前端采集終端，并實現(xiàn)它們之間的通信。它負責將數(shù)據(jù)根據(jù)上位機系統(tǒng)請求或主動上報方式通過GPRS通信方式上傳給上位機，并將上位機發(fā)送的控制命令傳輸給前端采集終端。
2．4 系統(tǒng)的工作流程
該系統(tǒng)是為滿足現(xiàn)場監(jiān)控而設計，下面對系統(tǒng)的工作過程加以敘述。該系統(tǒng)具有定時觀察、即時觀察以及現(xiàn)場報警觸發(fā)等功能，具體工作過程如下：
(1)啟動階段：前端安裝并啟動以后，GPRS模塊自動通過預先設定的服務器地址與中心端進行連接。連接到中心端以后，中心端會向前端發(fā)送請求讀取終端的命令，前端接收到命令以后發(fā)送本終端的應答命令到中心端，中心端記錄并監(jiān)視該前端與中心端的連接。此時，如果客戶端也發(fā)送網(wǎng)絡連接請求到中心端，并發(fā)送被監(jiān)控前端的請求命令，中心器就會將前端和客戶端的網(wǎng)絡連接對應上，此后前端和客戶端就可以采用透明方式進行數(shù)據(jù)傳輸，中心器不參與控制，只是提供數(shù)據(jù)通道。
(2)定時工作階段：該系統(tǒng)具有定時工作功能，由前端定時抓拍現(xiàn)場熱像圖，在中心端實現(xiàn)。即監(jiān)控中心端定時向前端發(fā)送采集熱像圖的命令，前端收到命令以后會采集當前現(xiàn)場的熱像圖，通過中心端傳輸給客戶端。定時時間設置由監(jiān)控中心端軟件的設置功能實現(xiàn)。
(3)實現(xiàn)即時觀察：如果當用戶無定時監(jiān)控的要求，或者用戶設置的定時時間較長，但在定時間隔中間有觀察現(xiàn)場的要求的時候，用戶可以啟動即時功能。在監(jiān)控中心端軟件上有按鈕，點擊此按鈕時，中心端會向前端發(fā)送采集圖像的命令，前端收到命令后會采集當前現(xiàn)場的熱像圖，傳送給中心端。
(4)實現(xiàn)報警觸發(fā)觀察：在前端，微控制器的輸入接口與熱像儀相連，熱像儀滿足報警設置要求時，前端會采集當前現(xiàn)場熱像圖，傳送到中心端。在傳送的信息中會帶有當前報警情況，當監(jiān)控中心端收到此報警信息后，會發(fā)出警提示，直到用戶關閉此次報警。
2．5 系統(tǒng)總體硬件結(jié)構(gòu)
整個系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)主要分為前端和中心端。前端圖像采集與傳輸系統(tǒng)是基礎前提，其結(jié)構(gòu)和性能直接決定了整個系統(tǒng)性能的好壞。前端硬件主要由五部分組成：主控制模塊、圖像采集模塊、圖像壓縮模塊、GPRS無線傳輸模塊以及紅外報警模塊。中心端即監(jiān)控中心計算機數(shù)據(jù)服務器與前端硬件系統(tǒng)起著承上啟下的作用。其結(jié)構(gòu)框圖如3所示。本文引用地址：http://2s4d.com/article/188498.htm
2．6 系統(tǒng)總體軟件結(jié)構(gòu)
軟件系統(tǒng)包括前端圖像采集與傳輸終端軟件及監(jiān)控中心端軟件。兩者在設計時采用如圖4所示的軟件層次結(jié)構(gòu)。
如圖4所示，總體軟件分成了三個層次：上層應用軟件、中間支持部分、底層系統(tǒng)軟件。各個不同部分實現(xiàn)不同的功能。
特別指出：監(jiān)控中心軟件系統(tǒng)是該系統(tǒng)的重要組成模塊，它可以分析輸電線路中各種電氣設備的發(fā)熱規(guī)律及其表面的溫度分布和升溫狀況，結(jié)合各種修正理論模型進一步分析各種電氣設備存在的熱缺陷和故障狀態(tài)，及時給出診斷信息。所有客戶端可以隨時對數(shù)據(jù)進行各種查詢、瀏覽、打印、存檔，還可直觀地通過觀測紅外熱圖像對輸電線路的溫度狀態(tài)及發(fā)展趨勢進行監(jiān)測，實時地進行預警信息顯示與提示。最關鍵的是：它可以根據(jù)相關算法公式來分析所測的溫度參數(shù)數(shù)據(jù)，利用趨勢分析技術可以模擬地分析出輸電線路環(huán)境溫度及溫度分布發(fā)展趨勢，綜合反映輸電線路的安全狀況。通過監(jiān)測特定地區(qū)輸電線路環(huán)境溫度、輸電線路溫度分布的紅外熱圖像等信息來估算該地區(qū)線路高溫事故發(fā)生的臨界條件，監(jiān)測輸電線路紅外熱圖像數(shù)據(jù)來掌握線路事故的實時信息，并且系統(tǒng)可以同時與歷史數(shù)據(jù)對比，指導檢修或發(fā)出預警信號。
3 結(jié) 語
開展對輸電線路溫度分布狀況進行實時紅外熱像在線監(jiān)測，深入研究輸電線路運行現(xiàn)狀與故障特性，建立數(shù)據(jù)監(jiān)測模型，利用集輸電線路環(huán)境溫度參數(shù)和輸電線路溫度紅外熱像圖等多參數(shù)監(jiān)測與管理的輸電線路紅外熱像在線測溫系統(tǒng)來確定輸電線路的安全情況，及時給出高溫熱故障預報信息，對于有效輸電線路溫度超標的發(fā)生，保障現(xiàn)有輸電線路的安全運行起到了重要的作用。同時最大程度地解決輸電線路安全運行和維護管理的難度問題，也為輸電線路參數(shù)監(jiān)測提供了新的方法與途徑，開辟新的研究思路。因此，具有重大的理論意義和實踐意義，實現(xiàn)了巨大的社會效益，具有廣泛的應用和推廣前景。
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