一种基于智能安全用电系统的无人机立体成像方法与流程

本发明涉及一种基于智能安全用电系统的无人机立体成像方法。

背景技术：

传统楼宇供电线路接入系统中，大多都靠主线路上或支路上设置的保护开关实现负载超载时线路的截断。虽然在一定程度上保障了用电设备以及线路的安全，但是其并不能实现对负载用电情况的准确监控，不利于对负载使用的长期监控，不能实现对负载用电的均衡调配。用电设备作为整个用电系统的负载端，对整个线路的稳定运行影响极大，故需要对负载的使用进行监控。现有的室内环境的监控大多依靠固定设置的摄像头来完成，但是固定设置的摄像头只能获取一定范围内的图像信息，对于室内一些灵活使用的用电设备并不能监控到。故需要通过一种较为灵活且与用电系统匹配的监控方式对室内的用电设备进行监控，同时完成对负载用电的均衡调配。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种基于智能安全用电系统的无人机立体成像方法，以克服现有技术中存在的缺陷。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种基于智能安全用电系统的无人机立体成像方法，其特征在于，包括一智能安全用电系统，该系统包括：用于接入配电线路以及控制负载线路输入的初级接入模块、用于接入负载线路以及控制负载线路输出的次级接入模块、用于接收初级接入模块与次级接入模块检测数据以及为初级接入模块与次级接入模块提供驱动信号的配电盘控制模块以及用于接入负载的负载接入模块；所述负载接入模块包括一第一mcu以及与该第一mcu相连的第一无线通信电路；还包括一具有一第二mcu以及与该第二mcu相连的第二无线通信电路、第三无线通信电路以及超声波发射/接收电路的无人机；所述第一无线通信电路与所述第二无线通信电路匹配；通过所述无人机在配置有所述智能安全用电系统的室内进行飞行，并通过所述超声波发射/接收电路对室内环境进行扫描，获取室内环境扫描信息，并将获取的室内环境扫描信息通过第三无线通信电路发送至一远程服务器，在该远程服务器上对该室内环境进行成像；且在飞行过程中，通过所述第二无线通信电路与所述第一无线通信电路进行通信，获取所述负载接入模块当前是否接入负载；若接入负载，则所述无人机通过所述超声波发射/接收电路扫描该负载的外部轮廓，并将获取的负载外轮廓扫描信息通过第三无线通信电路发送至所述远程服务器，在该远程服务器上对该负载进行成像。

在本发明一实施例中，所述初级接入模块包括：多火线输入供电主线路、用于检测所述多火线输入供电线路电流信号的主电流检测单元、n个分别用于切换以及截断负载线路电源的初级切换与截断单元以及用于对应驱动所述初级切换与截断单元的初级驱动单元；

所述次级接入模块包括：n个用于检测所述初级切换与截断单元提供电源的次级电流检测单元、n个用于切换以及截断所述次级电流检测单元输出电源的次级切换与截断单元以及分别用于驱动所述次级切换与截断单元的次级驱动单元；

所述多火线输入供电主线路经所述主电流检测单元分别与n个初级切换与截断单元相连；所述n个次级电流检测单元对应与所述n个初级切换与截断单元相连，所述n个次级电流检测单元对应与所述n个次级切换与截断单元相连；所述主电流检测单元、所述初级切换与截断单元、所述初级驱动单元、所述次级电流检测单元、所述次级切换与截断单元、所述次级驱动单元均与一配电盘控制单元相连；

所述负载接入模块包括n个对应与次级切换与截断单元相连的负载插座数据采集单元，用于负载用电器的接入。

在本发明一实施例中，若所述多火线输入供电主线路为三火线输入线路，所述主电流检测单元包括三个输入端以及三个输出端，所述初级切换与截断单元包括三个输入端以及三个输出端，所述次级电流检测单元包括三个输入端以及三个输出端，所述次级切换与截断单元包括三个输入端以及三个输出端，所述负载插座数据采集单元包括三个电源输入端；所述三火线输入线路对应接入用于分别检测三条接入火线电流信号的主电流检测单元的三个输入端，所述主电流检测单元经其三个输出端对应接入至初级切换与截断单元的三个输入端；所述初级切换与截断单元的三个输出端对应接入所述次级电流检测单元的三个输入端；所述次级电流检测单元的三个输出端对应接入所述次级切换与截断单元的三个输入端；所述次级切换与截断单元的三个输出端对应接入所述负载插座数据采集单元的三个输入端。

在本发明一实施例中，若所述多火线输入供电主线路为双火线输入线路，所述主电流检测单元包括两个输入端以及两个输出端，所述初级切换与截断单元包括两个输入端以及两个输出端，所述次级电流检测单元包括两个输入端以及两个输出端，所述次级切换与截断单元包括两个输入端以及两个输出端，所述负载插座数据采集单元包括两个电源输入端；所述两火线输入线路对应接入用于分别检测两条接入火线电流信号的主电流检测单元的两个输入端，所述主电流检测单元经其两个输出端对应接入至初级切换与截断单元的两个输入端；所述初级切换与截断单元的两个输出端对应接入所述次级电流检测单元的两个输入端；所述次级电流检测单元的两个输出端对应接入所述次级切换与截断单元的两个输入端；所述次级切换与截断单元的两个输出端对应接入所述负载插座数据采集单元的两个输入端。

在本发明一实施例中，所述主电流检测单元检测多火线输入供电主线路的电流信号，并将多火线输入供电主线路的电流信号发送至所述配电盘控制模块；所述次级电流检测单元检测对应负载线路的电流信号，并将检测获取的电流信号上传至所述配电盘控制单元；所述配电盘控制单元根据采集到的供电主线路的多火线输入线路上的电流信号与负载线路的电流信号，得到每条线路上的用电量，判断当前工作线路上使用的火线线路上接入的负载是否超载；若超载，则所述配电盘控制单元控制对应的驱动单元驱动与其相连的切换与截断单元，将当前工作的接入火线线路切换连接至另一条接入火线线路上；若每条接入火线线路均已超载，则所述配电盘控制单元控制驱动单元驱动与其相连的切换与截断单元将当前工作的线路与接入火线线路之间进行截断；所述配电盘控制单元将采集到的电流信号以及负载线路运行时间上传至所述远程服务器并进行存储。

在本发明一实施例中，所述配电盘控制单元包括一第三mcu以及分别与该第三mcu相连的第一ac/dc电路、用于接收所述主电流检测单元提供的电流信号的主输入电流检测电路、用于为所述初级切换与截断单元提供驱动信号的初级驱动输出电路、用于接收所述次级电流检测单元提供的电流信号的次级输出电流检测电路、用于为所述次级切换与截断单元提供驱动信号的次级驱动输出电路、第一指示灯、第一扬声器、用于提供键入功能的第一按键电路、用于显示信息的第一显示器以及用于与一远程服务器通信的第四无线通信电路。

在本发明一实施例中，所述负载插座数据采集单元还包括插座本体；所述插座本体内部设置有用于切换以及截断负载供电线路的负载接入切换与截断单元、所述第一mcu以及分别与所述第一mcu相连的用于检测负载用电电流信号的负载电流检测单元、用于驱动所述负载接入切换与截断单元的负载驱动器、第二指示灯、第二扬声器、用于提供键入功能的第二按键电路、用于显示信息的第二显示器、所述第一无线通信电路以及用于与所述远程服务器通信的第五无线通信电路；所述负载接入切换与截断单元的输入端为双火线接入端，所述负载切换与截断单元的输出端连接至负载插座火线输入端；所述负载电流检测单元还与所述负载插座火线输入端相连。

在本发明一实施例中，所述负载插座数据采集单元包括插座本体；所述插座本体内部设置有用于切换以及截断负载供电线路的负载接入切换与截断单元，第一mcu以及分别与所述第一mcu相连的用于检测负载用电电流信号的负载电流检测单元、用于驱动所述负载接入切换与截断单元的负载驱动器、第二指示灯、第二扬声器、用于提供键入功能的第二按键电路、用于显示信息的第二显示器、所述第一无线通信电路以及用于与所述远程服务器通信的第五无线通信电路；所述负载接入切换与截断单元的输入端为三火线接入端，所述负载切换与截断单元的输出端连接至负载插座火线输入端；所述负载电流检测单元还与所述负载插座火线输入端相连。

在本发明一实施例中，所述初级切换与截断单元、所述次级切换与截断单元以及所述负载接入切换与截断单元均采用电磁继电器。

在本发明一实施例中，所述负载电流检测单元检测负载用电的电流信号，并将该电流信号发送至所述第一mcu；所述第一mcu根据采集到的电流信号，得到负载的用电量，判断负载当前工作线路上使用的火线线路上接入的负载是否超载；若超载，则所述第一mcu控制负载驱动器驱动负载切换与截断单元，将当前工作的接入火线线路切换连接至另一条接入火线线路上；若每条接入火线线路均已超载，则所述第一mcu控制负载驱动单元驱动负载切换与截断单元将当前工作的线路与接入火线线路之间进行截断；所述第一mcu将采集到的电流信号以及负载线路运行时间上传至所述远程服务器并进行存储。

相较于现有技术，本发明具有以下有益效果：本发明所提出的一种基于智能安全用电系统的无人机立体成像方法，通过与配置的智能安全用电系统匹配，通过对室内环境以及用电设备的成像，实现了对室内用电设备的有效监控。此外，还有效地实现了对供电主线路与支路负载之间的有效切换，能够在监测到负载线路超载时，切换与负载线路相连的火线输入线路，保证负载安全；另外，还实现了实时对负载用电情况的监控与对用电设备老化情况的判断，将突发情况下发至用户，还可进行安全预置投切。此外，通过远程服务器对各个类型设备用电情况的监测，为后续线路布设以及用电设备的技术改进提供的数据支撑。

附图说明

图1为本发明一实施例中多火线输入供电主线路为三火线输入线路的接线示意图。

图2为本发明一实施例中多火线输入供电主线路为双火线输入线路的接线示意图。

图3为本发明一实施例中配电盘控制单元的电路原理图。

图4为本发明一实施例中负载插座数据采集单元的电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的技术方案进行具体说明。

本发明提供一种基于智能安全用电系统的无人机立体成像方法，包括一智能安全用电系统，该系统包括：用于接入配电线路以及控制负载线路输入的初级接入模块、用于接入负载线路以及控制负载线路输出的次级接入模块、用于接收初级接入模块与次级接入模块检测数据以及为初级接入模块与次级接入模块提供驱动信号的配电盘控制模块以及用于接入负载的负载接入模块；负载接入模块包括一第一mcu以及与该第一mcu相连的第一无线通信电路；还包括一具有一第二mcu以及与该第二mcu相连的第二无线通信电路、第三无线通信电路以及超声波发射/接收电路的无人机；第一无线通信电路与第二无线通信电路匹配；通过无人机在配置有智能安全用电系统的室内进行飞行，并通过超声波发射/接收电路对室内环境进行扫描，获取室内环境扫描信息，并将获取的室内环境扫描信息通过第三无线通信电路发送至一远程服务器，在该远程服务器上对该室内环境进行成像；且在飞行过程中，通过第二无线通信电路与第一无线通信电路进行通信，获取负载接入模块当前是否接入负载；若接入负载，则无人机通过超声波发射/接收电路扫描该负载的外部轮廓，并将获取的负载外轮廓扫描信息通过第三无线通信电路发送至远程服务器，在该远程服务器上对该负载进行成像。

进一步的，在本实施例中，第一无线通信电路与第二无线通信电路采用蓝牙无线通信电路，进行近端通信。第三无线通信电路采用3g/4g无线通信电路，进行远程通信。该无人机与一远程遥控模块进行匹配，接收该远程遥控模块发送的指令进行飞行。

进一步的，初级接入模块包括：多火线输入供电主线路、用于检测多火线输入供电线路电流信号的主电流检测单元、n个分别用于切换以及截断负载线路电源的初级切换与截断单元以及用于对应驱动初级切换与截断单元的初级驱动单元；

次级接入模块包括：n个用于检测初级切换与截断单元提供电源的次级电流检测单元、n个用于切换以及截断次级电流检测单元输出电源的次级切换与截断单元以及分别用于驱动次级切换与截断单元的次级驱动单元；

多火线输入供电主线路经主电流检测单元分别与n个初级切换与截断单元相连；n个次级电流检测单元对应与n个初级切换与截断单元相连，n个次级电流检测单元对应与n个次级切换与截断单元相连；主电流检测单元、初级切换与截断单元、初级驱动单元、次级电流检测单元、次级切换与截断单元、次级驱动单元均与一配电盘控制单元相连；

负载接入模块包括n个对应与次级切换与截断单元相连的负载插座数据采集单元，用于负载用电器的接入。

进一步的，在一实施例中，若多火线输入供电主线路为三火线输入线路，主电流检测单元包括三个输入端以及三个输出端，初级切换与截断单元包括三个输入端以及三个输出端，次级电流检测单元包括三个输入端以及三个输出端，次级切换与截断单元包括三个输入端以及三个输出端，负载插座数据采集单元包括三个电源输入端；三火线输入线路对应接入用于分别检测三条接入火线电流信号的主电流检测单元的三个输入端，主电流检测单元经其三个输出端对应接入至初级切换与截断单元的三个输入端；初级切换与截断单元的三个输出端对应接入次级电流检测单元的三个输入端；次级电流检测单元的三个输出端对应接入次级切换与截断单元的三个输入端；次级切换与截断单元的三个输出端对应接入负载插座数据采集单元的三个输入端。

进一步的，在另一实施例中，若多火线输入供电主线路为双火线输入线路，主电流检测单元包括两个输入端以及两个输出端，初级切换与截断单元包括两个输入端以及两个输出端，次级电流检测单元包括两个输入端以及两个输出端，次级切换与截断单元包括两个输入端以及两个输出端，负载插座数据采集单元包括两个电源输入端；两火线输入线路对应接入用于分别检测两条接入火线电流信号的主电流检测单元的两个输入端，主电流检测单元经其两个输出端对应接入至初级切换与截断单元的两个输入端；初级切换与截断单元的两个输出端对应接入次级电流检测单元的两个输入端；次级电流检测单元的两个输出端对应接入次级切换与截断单元的两个输入端；次级切换与截断单元的两个输出端对应接入负载插座数据采集单元的两个输入端。

进一步的，主电流检测单元检测多火线输入供电主线路的电流信号，并将多火线输入供电主线路的电流信号发送至配电盘控制模块；次级电流检测单元检测对应负载线路的电流信号，并将检测获取的电流信号上传至配电盘控制单元；配电盘控制单元根据采集到的供电主线路的多火线输入线路上的电流信号与负载线路的电流信号，得到每条线路上的用电量，判断当前工作线路上使用的火线线路上接入的负载是否超载；若超载，则配电盘控制单元控制对应的驱动单元驱动与其相连的切换与截断单元，将当前工作的接入火线线路切换连接至另一条接入火线线路上；若每条接入火线线路均已超载，则配电盘控制单元控制驱动单元驱动与其相连的切换与截断单元将当前工作的线路与接入火线线路之间进行截断；配电盘控制单元将采集到的电流信号以及负载线路运行时间上传至远程服务器并进行存储。

进一步的，配电盘控制单元包括一第三mcu以及分别与该第三mcu相连的第一ac/dc电路、用于接收主电流检测单元提供的电流信号的主输入电流检测电路、用于为初级切换与截断单元提供驱动信号的初级驱动输出电路、用于接收次级电流检测单元提供的电流信号的次级输出电流检测电路、用于为次级切换与截断单元提供驱动信号的次级驱动输出电路、第一指示灯、第一扬声器、用于提供键入功能的第一按键电路、用于显示信息的第一显示器以及用于与一远程服务器通信的第四无线通信电路。

进一步的，第三mcu依不同季节，月、周、日、小时以及早、中、晚不同时段，储存负载电流最大值、平均值与变化量等数据，作为获取电流信号的数据来源，并为产生异常时，资料比对分析使用以及用电量消耗分析使用。

进一步的，在一实施例中，负载插座数据采集单元还包括插座本体；插座本体内部设置有用于切换以及截断负载供电线路的负载接入切换与截断单元、第一mcu以及分别与第一mcu相连的用于检测负载用电电流信号的负载电流检测单元、用于驱动负载接入切换与截断单元的负载驱动器、第二指示灯、第二扬声器、用于提供键入功能的第二按键电路、用于显示信息的第二显示器、第一无线通信电路以及用于与远程服务器通信的第五无线通讯电路；负载接入切换与截断单元的输入端为双火线接入端，负载切换与截断单元的输出端连接至负载插座火线输入端；负载电流检测单元还与负载插座火线输入端相连。

进一步的，在另一实施例中，负载插座数据采集单元包括插座本体；插座本体内部设置有用于切换以及截断负载供电线路的负载接入切换与截断单元，第一mcu以及分别与第一mcu相连的用于检测负载用电电流信号的负载电流检测单元、用于驱动负载接入切换与截断单元的负载驱动器、第二指示灯、第二扬声器、用于提供键入功能的第二按键电路、用于显示信息的第二显示器、第一无线通信电路以及用于与远程服务器通信的第五无线通讯电路；负载接入切换与截断单元的输入端为三火线接入端，负载切换与截断单元的输出端连接至负载插座火线输入端；负载电流检测单元还与负载插座火线输入端相连。

进一步的，初级切换与截断单元、次级切换与截断单元以及负载接入切换与截断单元均采用电磁继电器。

进一步的，负载电流检测单元检测负载用电的电流信号，并将该电流信号发送至第一mcu；第一mcu根据采集到的电流信号，得到负载的用电量，判断负载当前工作线路上使用的火线线路上接入的负载是否超载；若超载，则第一mcu控制负载驱动器驱动负载切换与截断单元，将当前工作的接入火线线路切换连接至另一条接入火线线路上；若每条接入火线线路均已超载，则第一mcu控制负载驱动单元驱动负载切换与截断单元将当前工作的线路与接入火线线路之间进行截断；第一mcu将采集到的电流信号以及负载线路运行时间上传至远程服务器并进行存储。

进一步的，当负载接入负载插座火线输入端后，负载电流检测单元获取负载电流信号，并将检测获取的电流信号上传至第一mcu；第一mcu将该电流信号与预存负载类型电流信号比较，判断该负载类型，第一mcu单元获取该对应负载接入线路后的电流信号以及负载运行时间上传至远程服务器并进行存储。第一mcu中预先存储有不同种类的负载电流接入、运行电流信号，包括照明设备、温度调节设备、主机设备以及电源设备，通过将所获取实际接入负载电流信号与预存负载类型电流信号进行比较，包括接入电流以及运行电流的波形、幅值、频率等，进而确定负载类型。

进一步的，电流信号包括负载接入电流信号、负载正常运行电流信号以及负载异常运行电流信号。

进一步的，第一mcu依不同季节，月、周、日、小时以及早、中、晚不同时段，储存负载电流最大值、平均值与变化量等数据，作为获取电流信号的数据来源，并为产生异常时，资料比对分析使用以及用电量消耗分析使用。

进一步的，远程服务器根据每个负载的负载运行时间计算累计运行时间t、负载异常运行信号的频率f1、负载启动频率f2以及负载类型k判断负载老化程度。通过如下方式计算：k=a1*t+a2*f1+a3*f2+a4*k，a1、a2、a3以及a4分别为各个参量的权重系数，在计算过程中，权重系数可根据实际负载情况进行设定。k值根据不同负载类型的健全性设定。

进一步的，第一mcu根据负载正常运行电流信号与负载异常运行电流信号，以及预存于第一mcu中与负载类型匹配的阈值信号比较，判断负载是否处于超载范围内，并将判断结果上传至远程服务器；当负载处于超载范围时，第一mcu发送驱动控制信号至对应的负载接入切换与截断单元。阈值信号包括负载正常运行电流大小、负载异常运行电流大小以及负载异常运行时间。较佳地，通过检测负载正常运行电流以及负载异常运行电流获取异常产生情况，并检测异常情况持续时间触发判断，进而确定是否处于超载范围内。

进一步的，在本实施例中，还包括一与远程服务器匹配的手持终端；远程服务器将配电盘控制单元以及负载插座数据采集单元上传的电流信号与负载运行时间、负载老化程度以及负载是否处于超载范围以及室内环境扫描成像数据以及负载扫描成像数据实时发送至手持终端，以为用户提供实时的用电设备用电情况检测、室内环境成像数据以及室内负载扫描成像数据。

以上是本发明的较佳实施例，凡依本发明技术方案所作的改变，所产生的功能作用未超出本发明技术方案的范围时，均属于本发明的保护范围。