专利名称：高压线路运行状况智能巡检自动控制系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及机器人自动控制领域，特别涉及一种用于对高压线路运行状况进行智 能巡检的巡检机器人的自动控制系统。
背景技术：
近年来，随着各省高压线路主干网的建设，挂网运行的高压输电线路越来越多，同 时运行缺陷也逐步暴露出来，如频率高发的OPGW光纤复合架空地线的外层股线断股，这种 外层断股不仅对通信安全形成威胁，而且随着其散股长度的增加，机械强度的降低，对输电 线路的安全也灰形成严重的威胁。而目前，常用的巡检方法是人工巡检方法，该方法不仅工作量大而且条件艰苦，特 别是对山区和跨越大江大河线路的巡检，存在很大的困难，甚至有一些巡检项目靠常规方 法难以完成，因此，线路运行状况智能巡检系统的研究和开发，对有效避免输电线路线断股 损伤引起事故，提高电力系统通讯的安全运行具有积极意义和巨大的应用价值。机器人技术的迅猛发展为线路运行状况智能巡检系统的发展提供了一个有效的 思路，相对于机器人本体的架构而言，研究出一种布局合理、控制可靠的自动控制系统也是 非常重要的。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种高压线路运行状况智能巡检自动控制系统， 包括了机器人控制子系统和上位机控制子系统，两个子系统之间通过无线通讯的方式传输 控制指令和相关数据，有效控制机器人本体的各项巡检工作，其同步性好，控制可靠，数据 传输快，自动化程度高。本发明的目的是通过以下技术方案实现的本发明的高压线路运行状况智能巡检 自动控制系统，包括机器人控制子系统和上位机控制子系统；
所述机器人控制部分包括微处理器模块、电机控制模块、信号采集模块、数据无线收发 装置I和视频无线传输装置；
1)所述电机控制模块接收微处理器模块的控制指令并控制巡检机器人的各个控制电 机运转；
2)所述信号采集模块与巡检机器人本体上的行走速度传感器和姿态控制传感器电联 接，并将相关信息传送至微处理器模块；
3)所述数据无线收发装置I用于接收上位机控制子系统的控制指令，并将采集的巡检 机器人状态信息传送至上位机控制子系统；
4)所述视频无线传输装置用于接收巡检机器人传回的视频图像数据，并将视频图像数 据传送至上位机控制子系统；
所述上位机控制子系统包括上位计算机、数据无线收发装置II和视频无线接收天线 和视频处理模块；1)所述数据无线收发装置II接收从数据无线收发装置I发出的巡检机器人状态信息 数据并送入上位计算机进行处理，同时，还将上位计算机发出的控制指令发送至微处理器 模块；
2)所述视频处理模块通过视频无线接收天线接收视频无线传输装置发出的视频图像 数据，经处理后送入上位计算机。进一步，所述数据无线收发装置I包括数传电台I和无线天线I ； 进一步，所述视频无线传输装置包括视频电台和无线天线II ；
进一步，所述数据无线收发装置II包括数传电台II和无线天线III ； 进一步，所述信号采集模块还采集巡检机器人上的视频单元上电控制信息和电源监控 信息并送入微处理器模块；
进一步，所述视频处理模块包括依次联接的高频头、微波接收机和视频采集卡； 进一步，所述微处理器还与巡检机器人的视频采集单元电联接。本发明的有益效果是
本发明包括了机器人控制子系统和上位机控制子系统，两个子系统之间通过无线通讯 的方式传输控制指令和相关数据，能够同时进行多任务控制，有效控制巡检机器人本体完 成各项巡检工作，并且能够将巡检机器人本体传回的各项数据即时显示在上位机上，非常 直观；整套系统架构合理、同步性好、控制可靠、数据传输快、自动化程度高，通过与巡检机 器人的配合，能够完全代替现有的人工巡线，达到省时省力、安全可靠的目的。本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并 且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可 以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书和权利要 求书来实现和获得。
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进 一步的详细描述，其中
图1为机器人控制子系统示意图； 图2为上位机控制子系统示意图。
以下将参照附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述。应当理解，优选实施例 仅为了说明本发明，而不是为了限制本发明的保护范围。
具体实施例方式
本发明的高压线路运行状况智能巡检自动控制系统，用于控制巡检机器人完成智 能巡检工作，系统包括机器人控制子系统和上位机控制子系统；
如图1所示，机器人控制部分包括微处理器模块1、电机控制模块2、信号采集模块3、数 传电台I 4和视频电台5 ；其中，电机控制模块2的信号输入端与微处理器模块1的485串 口 I (或总线)电联接，接收微处理器模块的控制指令并控制巡检机器人本体机构上的各个 控制电机正常运转；
信号采集模块3与巡检机器人本体上的行走速度传感器、姿态控制传感器电联接，另外，信号采集模块与微处理器1的485串口 II (或总线)电联接，并接收微处理器的指令， 采集巡检机器人的视频单元上电控制信息和电源监控信息，并根据微处理器的指令将以上 采集的各种信息传送至微处理器模块1 ；
数传电台I 4与微处理器1的485串口 III电联接，一方面，通过无线天线I 11将采 集的巡检机器人状态信息传送至上位机控制子系统，另一方面，还将上位计算机发出的控 制指令发送至微处理器模块1。数传电台是数字式无线数据传输电台的简称。即采用数字 信号处理、数字调制解调、具有前向纠错、均衡软判决等功能的无线数据传输电台。传输速 率快，收发转换时间小于10ms，具有场强、温度、电压等指示，误码统计、状态告警、网络管理 等功能，提供某些特殊条件下专网中监控信号的实时、可靠的数据传输，具有成本低、安装 维护方便、绕射能力强、组网结构灵活、覆盖范围远的特点，适合点多而分散、地理环境复杂 等场合。在很多专网领域有广泛的应用。视频电台5是视频图像无线传输电台的简称，用于接收巡检机器人传回的视频图 像数据，并通过无线天线II 12将视频图像数据传送至上位机控制子系统；
本实施例中，微处理器1的485串口 IV还与巡检机器人的视频采集单元电联接，用于 控制视频采集单元的开启或关闭。微处理器模块1包括微处理器芯片和扩展存储器，微处理器芯片采用32位ARM 处理器、uC-OS II操作系统，它具有完善的底层驱动库和通讯协议，有两路RS-232、两路 RS-485 和 2M 的数据 flash。如图2所示，上位机控制子系统包括上位计算机6、数传电台II 7和视频处理模块 8 ；
其中，数传电台II 7通过无线天线III 13接收从无线天线I发出的巡检机器人状态 信息数据，并送入上位计算机6进行处理；
视频处理模块8通过无线天线IV 14接收从无线天线II发出的视频图像数据，经处理 后送入上位计算机6。视频处理模块8包括依次联接的高频头81、微波接收机82和视频采集卡83。视 频采集卡的功能是将视频信号采集到电脑中，以数据文件的形式保存在硬盘上。通过视频 采集卡可以把摄像机拍摄的视频信号从摄像带上转存到计算机中，以便于利用相关的视频 编辑软件，对数字化的视频信号进行后期编辑处理和转换为各种格式，方便播放和传播。最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较 佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技 术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明 的权利要求范围当中。
权利要求
1.高压线路运行状况智能巡检自动控制系统，用于控制巡检机器人完成智能巡检工 作，其特征在于所述系统包括机器人控制子系统和上位机控制子系统；所述机器人控制部分包括微处理器模块(1)、电机控制模块(2)、信号采集模块(3)、数 据无线收发装置I和视频无线传输装置；1)所述电机控制模块(2 )接收微处理器模块(1)的控制指令并控制巡检机器人的各个 控制电机运转；2 )所述信号采集模块(3 )与巡检机器人本体上的行走速度传感器和姿态控制传感器电 联接，并将相关信息传送至微处理器模块(1)；3)所述数据无线收发装置I用于接收上位机控制子系统的控制指令，并将采集的巡检 机器人状态信息传送至上位机控制子系统；4)所述视频无线传输装置用于接收巡检机器人传回的视频图像数据，并将视频图像数 据传送至上位机控制子系统；所述上位机控制子系统包括上位计算机(6)、数据无线收发装置II和视频无线接收天 线(14)和视频处理模块(8)；1)所述数据无线收发装置II接收从数据无线收发装置I发出的巡检机器人状态信息 数据并送入上位计算机(6)进行处理，同时，还将上位计算机发出的控制指令发送至微处理 器模块(1);2)所述视频处理模块(8)通过视频无线接收天线(14)接收视频无线传输装置发出的 视频图像数据，经处理后送入上位计算机(6)。
2.根据权利要求1所述的高压线路运行状况智能巡检自动控制系统，其特征在于所 述数据无线收发装置I包括数传电台I (4)和无线天线I (11)。
3.根据权利要求1或2所述的高压线路运行状况智能巡检自动控制系统，其特征在于 所述视频无线传输装置包括视频电台(5)和无线天线II (12)。
4.根据权利要求1所述的高压线路运行状况智能巡检自动控制系统，其特征在于所 述数据无线收发装置II包括数传电台II (7)和无线天线III (13)。
5.根据权利要求1所述的高压线路运行状况智能巡检自动控制系统，其特征在于所 述信号采集模块(3 )还采集巡检机器人上的视频单元上电控制信息和电源监控信息并送入 微处理器模块(1)。
6.根据权利要求1或2所述的高压线路运行状况智能巡检自动控制系统，其特征在于 所述视频处理模块(8)包括依次联接的高频头(81)、微波接收机(82)和视频采集卡(83)。
7.根据权利要求1或2所述的高压线路运行状况智能巡检自动控制系统，其特征在于 所述微处理器(1)还与巡检机器人的视频采集单元电联接。
全文摘要
本发明公开了一种高压线路运行状况智能巡检自动控制系统，用于控制巡检机器人完成智能巡检工作，所述系统包括机器人控制子系统和上位机控制子系统；所述机器人控制部分包括微处理器模块、电机控制模块、信号采集模块、数据无线收发装置I和视频无线传输装置；所述上位机控制子系统包括上位计算机、数据无线收发装置II和视频无线接收天线和视频处理模块；本发明的整套系统架构合理、同步性好、控制可靠、数据传输快、自动化程度高，通过与巡检机器人的配合，能够完全代替现有的人工巡线，达到省时省力、安全可靠的目的。
文档编号G05B19/418GK102063112SQ20101060856
公开日2011年5月18日 申请日期2010年12月28日 优先权日2010年12月28日
发明者张子栖, 张文清, 杨廷志, 游银花, 王贤亮, 白云庆, 邓家洪 申请人:重庆市前卫仪表有限责任公司, 重庆市电力公司綦南供电局