用于城市电网输电线路的环境监测设备的制作方法

本实用新型涉及电网监测技术领域，特别涉及一种用于城市电网输电线路的环境监测设备。

背景技术：

电力作为关系国计民生的重要行业，信息技术正以前所未有的广度和深度与电网生产和企业管理快速融合。

电力业务数据具有多样性的特点，既涉及结构化数据，也涉及非结构化数据，包括图像数据、文本数据以及各种智能设备所产生的传感器数据等。与此同时，除了数据本身，数据之间还存在着时序关系和空间关系等联系,外部因素如天气、经济等也对数据分析结果有影响。

户外输电线路和户外用电柜受到山郊野外、气候和运行环境的影响远大于本身设备性能的影响，例如鸟窝、风筝、掉落的孔明灯等，容易造成输电线路的短路或者引发火灾，造成输电设备的烧毁。现有的输电线路环境监测设备通常是对环境传感器能够监测到的环境进行监测，将检测到的数据利用GPRS进行通信，对于发生故障的输电线路设备，利用GPRS进行定位后，运维人员对其进行检修。

上述输电线路环境监测设备的数据传输和定位均是依赖同一个通信设备，因此对于通信设备的占用时间较长，而当目标位置有多个设备时，GPRS不能提供更精确的位置，再加上GPRS通信易受周围通信的干扰，因此，当设备出现故障时只能依靠运维人员进行逐一排查，才能确定，导致运维效率低下且占用大量人力资源。此类监测设备对于大型输电设备和城市中设备密集的场所并不适用。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种用于城市电网输电线路的环境监测设备，其覆盖范围广、能实时发送环境监测设备的位置信息并适用于大型设备和城市电网设备密集场所。

为此，本实用新型的技术方案如下：

一种用于城市电网输电线路的环境监测设备，包括图像传感器、红外传感器、温湿度传感器、风速风向传感器、存储电路、DSP处理器、CAN通信电路和GPS定位器。所述图像传感器和风速风向传感器固定安装在转动云台上；所述图像传感器的输出端与DSP处理器的数据输入端相连接；所述红外传感器的输出端、风速风向传感器的输出端、温湿度传感器的输出端分别连接存储电路的输入端；所述存储电路的输出端连接DSP处理器的信号输入端；所述 CAN通信电路包括CAN收发器和CAN控制器；所述DSP处理器的输出端连接CAN收发器，所述CAN收发器通过CAN总线连接CAN控制器；所述DSP处理器通过SCI异步串行接口连接上位机；所述DSP处理器的通过串口电路连接GPS定位器，所述GPS定位器通过内置定位天线与手持定位终端连接。

优选的，所述存储电路包括EEPROM存储芯片和FLASH芯片，所述EEPROM存储电路采用型号为AT24C02，FLASH芯片的型号为W25Q64；FLASH芯片的输入端分别连接图像传感器、红外传感器、温湿度传感器；所述FLASH芯片的输出端连接EEPROM存储芯片的输入端。

所述EEPROM存储芯片的时钟管脚连接DSP处理器中DSP芯片的时钟管脚；所述EEPROM 存储芯片的数据管脚连接DSP芯片的数据管脚。

进一步，所述DSP处理器所采用的DSP芯片型号为TMS320LF2407，所述DSP芯片还与时钟芯片连接；所述时钟芯片的型号为DS12C887；所述DSP芯片的12个IO接口与时钟芯片相连接，其中4个IO接口连接时钟芯片的4个控制管脚，8个IO接口连接时钟芯片的8个数据管脚。

优选的，所述红外传感器的型号为PD632；所述温湿度传感器的型号为DHT11；所述风速风向传感器的型号为AN-10。

优选的，所述图像传感器采用型号为OV5017的CMOS图像传感器芯片，所述CMOS图像传感器芯片的数据输出管脚与DSP芯片的IO管脚相连接。

优选的，所述GPS定位器包括型号为UM220的定位芯片和定位天线，所述定位芯片为北斗/GPS双模定位芯片，所述定位芯片的串行接口与DPS处理器的串行接口相连接。

优选的，还包括声光报警器，所述声光报警器采用型号为SG10型不锈钢防爆声光报警器；所述声光报警器与DSP处理器的信号输出端相连接。

本实用新型的用于城市电网输电线路的环境监测设备相比于传统的环境监测设备至少具有以下优点：

1、利用图像传感器、红外传感器、温湿度传感器对输电设备的周围环境进行全方位检测，将检测到的环境参数利用DSP处理器和CAN通信电路，供运维人员进行监控和调取；利用DSP 处理器和CAN通信电路连接构建了多个节点的数据传输电路，利用CAN总线覆盖范围广，广泛适用于大型设备和城市电网设备密集的场所。

2、通过GPS定位器与手持定位终端连接，结合声光报警器，实时发送环境监测设备的位置信息，有利于运维人员快速锁定需要维修的检测设备，提高了运维人员的工作效率。

3、通过存储电路中EEPROM芯片和FLASH芯片相结合，将图像传感器、红外传感器、温湿度传感器等检测到的环境参数，存储至FLASH，利用EEPROM芯片定时调取FLASH芯片中存储的数据，减少了FLASH的读取次数，有利于延长FLASH的寿命，同时利用EEPROM芯片本身具有的掉电保护结构，避免了数据的丢失。

附图说明

图1为本实用新型一个实施例中用于城市电网输电线路的环境监测设备的电路连接结构图；

图2为本实用新型一个实施例中用于城市电网输电线路的环境监测设备的存储电路的连接结构图；

图3为本实用新型一个实施例中用于城市电网输电线路的环境监测设备的图像传感器的连接结构图；

图4为本实用新型一个实施例中用于城市电网输电线路的环境监测设备的时钟芯片的连接结构图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的用于城市电网输电线路的环境监测设备的结构进行详细说明。

如图1-3所示，本实用新型实施例的一种用于城市电网输电线路的环境监测设备，包括图像传感器U4、红外传感器SEN 2、温湿度传感器SEN 3、风速风向传感器SEN 1、存储电路、 DSP处理器U1、CAN通信电路U5和GPS定位器；图像传感器U4的数据接口与DSP处理器U1 的数据输入端相连接；风速风向传感器SEN 1的输出端、红外传感器SEN 2的输出端、温湿度传感器SEN 3的输出端分别连接存储电路的输入端；存储电路的输出端连接DSP处理器U1 的信号输入端；CAN通信电路U5包括CAN收发器和CAN控制器；DSP处理器U1的输出端连接 CAN收发器，CAN收发器通过CAN总线连接CAN控制器；DSP处理器通过SCI异步串行接口连接上位机；DSP处理器通过串口电路连接GPS定位器，GPS定位器通过内置定位天线与手持定位终端连接。

优选的，红外传感器的型号为PD632，温湿度传感器的型号为DHT11，图像传感器采用型号为OV5017的CMOS图像传感器芯片，CMOS图像传感器芯片的数据输出管脚与DSP芯片的IO 管脚相连接。

本实施例在使用时，首先图像传感器U4用于采集输电线路的周边环境中，是否存在异物，其中异物包括掉落的风筝、孔明灯、断折的电线、衣物、塑料袋等；红外传感器SEN 2用于检测周边环境是否存在鸟类、鸟窝或其他干扰输电线路的动物；温湿度传感器SEN 3用于采集周边环境的温度和湿度；风速风向传感器SEN 1用于采集输电线路周边的风速和风向；

实施时，图像传感器U4将采集到的图像信息、红外传感器SEN 2采集的红外信号、温湿度传感器SEN 3采集的温湿度值、风速风向传感器SEN 1采集的风速风向值；均发送至DSP处理器，DSP处理器将图像信息转换成数字信号，利用CAN通信电路接入CAN总线，灯带DSP 处理器通过SCI异步串行接口连接上位机后，上传至上位机，以供运维人员进行调取。

如图2所示，在本实用新型的一个实施例中，存储电路包括EEPROM存储芯片U3和FLASH 芯片，EEPROM存储芯片采用型号为AT24C02，FLASH芯片的型号为W25Q64；FLASH芯片的输入端分别连接图像传感器、红外传感器、温湿度传感器；FLASH芯片的输出端连接EEPROM存储芯片的输入端；EEPROM存储芯片的时钟管脚连接DSP处理器中DSP芯片的时钟管脚；EEPROM 存储芯片的数据管脚连接DSP芯片的数据管脚。

在本实施例中，红外传感器SEN 2采集的红外信号、温湿度传感器SEN 3采集的温湿度值、风速风向传感器SEN 1采集的风速风向值；首先存储至FLASH芯片，FLASH芯片存储后以供EEPROM存储芯片进行存储，利用EEPROM芯片定时调取FLASH芯片中存储的数据，减少了FLASH的读取次数，有利于延长FLASH的寿命，同时利用EEPROM芯片本身具有的掉电保护结构，避免了数据的丢失。

如图4所示，DSP处理器所采用的DSP芯片型号为TMS320LF2407，DSP芯片还与时钟芯片U2连接；时钟芯片U2的型号为DS12C887；DSP芯片的12个IO接口与时钟芯片相连接，包括4个IO接口连接时钟芯片的4个控制管脚，8个IO接口连接时钟芯片的8个数据管脚。

需要说明的是时钟芯片U2的接口有两种接口时序，都采用总线复用的方式，将时钟芯片的4个控制管脚，和8个数据管脚都与DSP芯片的IO接口相连接无需替他外围电路，实现了DSP芯片与时钟芯片的时序统一。

在本实用新型的另一个实施例中，GPS定位器包括型号为UM220的定位芯片和定位天线， GPS定位器包括型号为UM220的定位芯片和定位天线，定位芯片为北斗/GPS双模定位芯片，相比于单纯利用GPS定位，提高了定位精度；定位芯片的串行接口与DPS处理器的串行接口相连接。

另外，该设备还包括声光报警器，声光报警器可采用型号为SG10型不锈钢防爆声光报警器，声光报警器与DSP处理器的信号输出端相连接。

GPS定位器用于提供该换将检测设备的位置信息；当运维人员通过调取上位机中收到的输电线路周边的环境信息时，发现有环境监测设备需要进行维修时，运维人员控制需要维修的环境监测设备利用声光报警器进行报警，通过查看该环境检测设备对应位置信息，运维人员利用手持定位终端与GPS定位器进行通信；引导运维人员行进至所需要维修的环境监测设备的位置，同时，运维人员可以根据声光报警器发出的声光信号快速锁定所需要维修的环境监测设备。

需要说明的是，本实施例中采用的DSP处理器、温湿度传感器、图像传感器、风速风向传感器等电子元器件的型号不限于上述举例，还可以为其他方式，在此不再赘述。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。本实用新型的范围由所附权利要求及其等同限定。