紅外熱像在線測(cè)溫系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
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下位機(jī)系統(tǒng)通過(guò)專(zhuān)用的傳感和變送裝置，對(duì)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(jìn)行監(jiān)測(cè)，并轉(zhuǎn)化為可以被計(jì)算機(jī)處理的電信號(hào)(電壓、電流、頻率等)，再由CPU對(duì)電信號(hào)進(jìn)行二次化處理轉(zhuǎn)化為符合一定標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)，并存儲(chǔ)在存儲(chǔ)芯片中，以供保存和分析使用。下位機(jī)中的數(shù)據(jù)無(wú)線通信模塊起橋梁作用，連接監(jiān)控中心端(上位機(jī)系統(tǒng))與前端采集終端，并實(shí)現(xiàn)它們之間的通信。它負(fù)責(zé)將數(shù)據(jù)根據(jù)上位機(jī)系統(tǒng)請(qǐng)求或主動(dòng)上報(bào)方式通過(guò)GPRS通信方式上傳給上位機(jī)，并將上位機(jī)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(mǎn)足現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控而設(shè)計(jì)，下面對(duì)系統(tǒng)的工作過(guò)程加以敘述。該系統(tǒng)具有定時(shí)觀察、即時(shí)觀察以及現(xiàn)場(chǎng)報(bào)警觸發(fā)等功能，具體工作過(guò)程如下：
(1)啟動(dòng)階段：前端安裝并啟動(dòng)以后，GPRS模塊自動(dòng)通過(guò)預(yù)先設(shè)定的服務(wù)器地址與中心端進(jìn)行連接。連接到中心端以后，中心端會(huì)向前端發(fā)送請(qǐng)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(yīng)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(shí)，如果客戶(hù)端也發(fā)送網(wǎng)絡(luò)連接請(qǐng)求到中心端，并發(fā)送被監(jiān)控前端的請(qǐng)求命令，中心器就會(huì)將前端和客戶(hù)端的網(wǎng)絡(luò)連接對(duì)應(yīng)上，此后前端和客戶(hù)端就可以采用透明方式進(jìn)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(shí)工作階段：該系統(tǒng)具有定時(shí)工作功能，由前端定時(shí)抓拍現(xiàn)場(chǎng)熱像圖，在中心端實(shí)現(xiàn)。即監(jiān)控中心端定時(shí)向前端發(fā)送采集熱像圖的命令，前端收到命令以后會(huì)采集當(dāng)前現(xiàn)場(chǎng)的熱像圖，通過(guò)中心端傳輸給客戶(hù)端。定時(shí)時(shí)間設(shè)置由監(jiān)控中心端軟件的設(shè)置功能實(shí)現(xiàn)。
(3)實(shí)現(xiàn)即時(shí)觀察：如果當(dāng)用戶(hù)無(wú)定時(shí)監(jiān)控的要求，或者用戶(hù)設(shè)置的定時(shí)時(shí)間較長(zhǎng)，但在定時(shí)間隔中間有觀察現(xiàn)場(chǎng)的要求的時(shí)候，用戶(hù)可以啟動(dòng)即時(shí)功能。在監(jiān)控中心端軟件上有按鈕，點(diǎn)擊此按鈕時(shí)，中心端會(huì)向前端發(fā)送采集圖像的命令，前端收到命令后會(huì)采集當(dāng)前現(xiàn)場(chǎng)的熱像圖，傳送給中心端。
(4)實(shí)現(xiàn)報(bào)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(mǎn)足報(bào)警設(shè)置要求時(shí)，前端會(huì)采集當(dāng)前現(xiàn)場(chǎng)熱像圖，傳送到中心端。在傳送的信息中會(huì)帶有當(dāng)前報(bào)警情況，當(dāng)監(jiān)控中心端收到此報(bào)警信息后，會(huì)發(fā)出警提示，直到用戶(hù)關(guān)閉此次報(bào)警。
2．5 系統(tǒng)總體硬件結(jié)構(gòu)
整個(gè)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(chǔ)前提，其結(jié)構(gòu)和性能直接決定了整個(gè)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(wú)線傳輸模塊以及紅外報(bào)警模塊。中心端即監(jiān)控中心計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)服務(wù)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(shè)計(jì)時(shí)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(gè)層次：上層應(yīng)用軟件、中間支持部分、底層系統(tǒng)軟件。各個(gè)不同部分實(shí)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(shè)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(jìn)一步分析各種電氣設(shè)備存在的熱缺陷和故障狀態(tài)，及時(shí)給出診斷信息。所有客戶(hù)端可以隨時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行各種查詢(xún)、瀏覽、打印、存檔，還可直觀地通過(guò)觀測(cè)紅外熱圖像對(duì)輸電線路的溫度狀態(tài)及發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，實(shí)時(shí)地進(jìn)行預(yù)警信息顯示與提示。最關(guān)鍵的是：它可以根據(jù)相關(guān)算法公式來(lái)分析所測(cè)的溫度參數(shù)數(shù)據(jù)，利用趨勢(shì)分析技術(shù)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(shì)，綜合反映輸電線路的安全狀況。通過(guò)監(jiān)測(cè)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(lái)估算該地區(qū)線路高溫事故發(fā)生的臨界條件，監(jiān)測(cè)輸電線路紅外熱圖像數(shù)據(jù)來(lái)掌握線路事故的實(shí)時(shí)信息，并且系統(tǒng)可以同時(shí)與歷史數(shù)據(jù)對(duì)比，指導(dǎo)檢修或發(fā)出預(yù)警信號(hào)。
3 結(jié) 語(yǔ)
開(kāi)展對(duì)輸電線路溫度分布狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)紅外熱像在線監(jiān)測(cè)，深入研究輸電線路運(yùn)行現(xiàn)狀與故障特性，建立數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)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(cè)與管理的輸電線路紅外熱像在線測(cè)溫系統(tǒng)來(lái)確定輸電線路的安全情況，及時(shí)給出高溫?zé)峁收项A(yù)報(bào)信息，對(duì)于有效輸電線路溫度超標(biāo)的發(fā)生，保障現(xiàn)有輸電線路的安全運(yùn)行起到了重要的作用。同時(shí)最大程度地解決輸電線路安全運(yùn)行和維護(hù)管理的難度問(wèn)題，也為輸電線路參數(shù)監(jiān)測(cè)提供了新的方法與途徑，開(kāi)辟新的研究思路。因此，具有重大的理論意義和實(shí)踐意義，實(shí)現(xiàn)了巨大的社會(huì)效益，具有廣泛的應(yīng)用和推廣前景。
評(píng)論