一种基于机器视觉的变压器油位监测系统的制作方法

本发明涉及一种油位监测系统，尤其是涉及一种基于机器视觉的变压器油位监测系统。

背景技术：

随着自动化和智能化快速发展，远程遥信技术日益完善，变压器的各种电量，如电压、电流、频率和功率等，都可以再远程后台实时获取，但是油位这一非电量数据，主流的依靠人工巡检。

早期的油位检测是通过透明玻璃管，基于连通器原理实现，虽然一些现有技术提供了一些更为准确的油位监测方法，例如中国专利cn108593043a公开了一种用于输变电工程的油枕液位的测量设备，包括压力信号采集装置、控制器和油枕连接的引油管路，压力信号采集装置内设有两个分别用于测量引油管路中两个不同竖直高度油压的第一压力传感器和第二压力传感器，第一压力传感器和第二压力传感器均与控制器连接，且第一压力传感器的高度大于第二压力传感器的高度。该测量设备通过设置两个压力传感器，可以增加一个已知量，便于后期利用两个液压的比值消去液体密度，从而使测量设备可以适用于不同的液体。但是无论是以上哪一种方式，都需要人工巡检。

技术实现要素：

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于机器视觉的变压器油位监测系统，基于机器视觉的变压器油位监测系统，实现了变压器油位状态的实时监测，并且克服了传统人工检测容易出现“漏检”、“误检”等影响变压器安全运行的情况，实现了可靠、安全、实时的对变压器油位状态进行监测。。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种基于机器视觉的变压器油位监测系统，包括：

嵌入式终端，搭载有用于拍摄变压器上的管式油位计的图片的摄像头；

上位机，与嵌入式终端连接，接收拍摄管式油位计的图片并得到油位数据；

远程终端，通过广域通信网络与上位机连接，用于显示油位数据。

所述嵌入式终端与上位机通过rs485串口连接。

所述远程终端为pc机、平板电脑或手机。

所述上位机为pc机。

所述嵌入式终端包括处理器、显示器和接口板，所述显示器和接口板均与处理器连接，所述接口板连接摄像头，所述处理器控制摄像头采集管式油位计的图片，并循环执行图像处理任务：将采集到的管式油位计的图片发送至上位机。

所述显示器为液晶显示屏。

所述上位机中存储有用于读取历史数据和查看变压器油位在线状态的数据库。

所述上位机还连接至变压器的控制器，识别得到油位数据后，控制变压器设备采取相应的操作。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：基于机器视觉的变压器油位监测系统，实现了变压器油位状态的实时监测，并且克服了传统人工检测容易出现“漏检”、“误检”等影响变压器安全运行的情况，实现了可靠、安全、实时的对变压器油位状态进行监测。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为监测系统的网络体系架构流程示意图；

其中：1、嵌入式终端、2、变压器设备，3、上位机，4、远程终端。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

本发明提供了一种基于机器视觉的变压器油位监测系统，在不破坏变压器原有结构的情况下，有效解决了传统人工监测易出现“漏检”、“错检”等情况。解决上述问题，本专利提供如下技术方案：本发明涉及到一种基于机器视觉的变压器油位监测系统，包括监测系统的硬件部分设计以及软件部分设计，其中硬件部分设计包括图像采集模块、图像显示模块以及数据通信模块；软件部分由上位机端和客户终端组成，包括嵌入式环境搭建、人机界面搭建和网络云平台搭建。

进一步地，图像采集模块为基于sccb接口的ov7670cmos摄像头(带fifo)。进一步地，数据通信模块为半双工、一对多的远距离传输方式—rs485/rs232总线的数据传输方式，通信模块中需要用到rs485/rs232接口，且对此接口协议设置modbus通信协议，以达到控制器之间、控制器与其他设备之间的相互通信。进一步地，图像显示模块为基于tftlcd_ili9325的2.4寸显示屏。进一步地，嵌入式环境搭建是利用嵌入式uc/osⅲ系统对stm32程序进行移植。进一步地，人机界面搭建包括pc端显示界面的设计以及手机端远程监测的设计。选择php语言进行逻辑开发，选择基于php的qt框架进行gui开发，选择mvc结构作为设计原则。进一步地，网络云平台搭建通过阿里云平台建立后台管理，利用http协议访问网页。

具体的，一种基于机器视觉的变压器油位监测系统，如图1所示，包括：

嵌入式终端1，搭载有用于拍摄变压器上的管式油位计的图片的摄像头；

上位机3，与嵌入式终端1连接，接收拍摄管式油位计的图片并得到油位数据；

远程终端4，通过广域通信网络与上位机3连接，用于显示油位数据。

嵌入式终端1与上位机3通过rs485串口连接。

远程终端4为pc机、平板电脑或手机。

上位机3为pc机。

嵌入式终端1包括处理器、显示器和接口板，显示器和接口板均与处理器连接，接口板连接摄像头，处理器控制摄像头采集管式油位计的图片，并循环执行图像处理任务：将采集到的管式油位计的图片发送至上位机3。

显示器为液晶显示屏。

上位机3中存储有用于读取历史数据和查看变压器油位在线状态的数据库。

上位机3还连接至变压器的控制器，识别得到油位数据后，控制变压器设备2采取相应的操作。

嵌入式终端1对变压器上的管式油位计标志颜色进行采集、识别和上传。如图2，系统上电后首先进行硬件模块初始化，包括配置图像处理相关的外设与主芯片连接的管脚，管脚模式的初始化，开启输入输出端口的时钟等；之后图像采集模块通过摄像头自动采集图像数据，stm32控制将采集到的图像数据在液晶屏上显示；当采集到图像时执行图像处理任务，上位机3通过相应的串口接受并显示。以上图像处理过程循环执行，实现全天对变压器油位实时监测。

上位机3通过rs485通信接收到油位计识别信息，并对其进行处理和显示，控制变压器设备2采取相应的操作，并把上传的信息进行数据存储，通过mysql数据库构建历史数据库，用于读取历史数据和查看变压器油位在线状态。

远程终端作为客户终端模块，是利用手机、平板等设备监控的一种补充方式，通过socket通信进行连接上位机3与远程客户终端模块，选择用php语言进行逻辑层开发，利用qt框架进行gui开发。实现手机端或者pc端对变压器的监测与控制。

技术特征：

1.一种基于机器视觉的变压器油位监测系统，其特征在于，包括：

嵌入式终端，搭载有用于拍摄变压器上的管式油位计的图片的摄像头；

上位机，与嵌入式终端连接，接收拍摄管式油位计的图片并得到油位数据；

远程终端，通过广域通信网络与上位机连接，用于显示油位数据。

2.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的变压器油位监测系统，其特征在于，所述嵌入式终端与上位机通过rs485串口连接。

3.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的变压器油位监测系统，其特征在于，所述远程终端为pc机、平板电脑或手机。

4.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的变压器油位监测系统，其特征在于，所述上位机为pc机。

5.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的变压器油位监测系统，其特征在于，所述嵌入式终端包括处理器、显示器和接口板，所述显示器和接口板均与处理器连接，所述接口板连接摄像头，所述处理器控制摄像头采集管式油位计的图片，并循环执行图像处理任务：将采集到的管式油位计的图片发送至上位机。

6.根据权利要求5所述的一种基于机器视觉的变压器油位监测系统，其特征在于，所述显示器为液晶显示屏。

7.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的变压器油位监测系统，其特征在于，所述上位机中存储有用于读取历史数据和查看变压器油位在线状态的数据库。

8.根据权利要求7所述的一种基于机器视觉的变压器油位监测系统，其特征在于，所述上位机还连接至变压器的控制器，识别得到油位数据后，控制变压器设备采取相应的操作。

技术总结
本发明涉及一种基于机器视觉的变压器油位监测系统，包括：嵌入式终端，搭载有用于拍摄变压器上的管式油位计的图片的摄像头；上位机，与嵌入式终端连接，接收拍摄管式油位计的图片并得到油位数据；远程终端，通过广域通信网络与上位机连接，用于显示油位数据。与现有技术相比，本发明基于机器视觉的变压器油位监测系统，实现了变压器油位状态的实时监测，并且克服了传统人工检测容易出现“漏检”、“误检”等影响变压器安全运行的情况，实现了可靠、安全、实时的对变压器油位状态进行监测。

技术研发人员：林锦晨;杨俊杰;于婷;耿传平
受保护的技术使用者：上海电机学院
技术研发日：2020.02.20
技术公布日：2020.06.12