一种基于图像识别的输电线路外物入侵监测装置的制作方法

本实用新型涉及电力监测技术领域，具体涉及一种基于图像识别的输电线路外物入侵监测装置。

背景技术：

南方电网西电东送主网架自西向东运行，横跨云贵、两广四省区，长度均在1000km以上，一旦线路遭受外物入侵而没有及时发现，容易造成线路跳闸，带来严重的经济损失和不良的社会影响。

输电线路经过人类活动区域，容易受到人为活动或自然因素造成的外物入侵，不及时采取措施将会导致输电线发生跳闸风险。

因此，研究输电线路外物入侵监测装置，可以实现输电线路外物入侵在线监测及预警，提前做好安全措施。

技术实现要素：

本实用新型提供一种基于图像识别的输电线路外物入侵监测装置，能够及时发现线路是否有外物入侵，并发出预警。

为实现以上目的，本实用新型采取的技术方案是：

一种基于图像识别的输电线路外物入侵监测装置，安装在输电线路杆塔上，包括用于获取输电线路红外图像的摄像头、图像采集卡、处理器、GSM模块、图像比对模块、时钟模块和电源模块，摄像头与图像采集卡连接，图像采集卡、GSM模块、图像比对模块、时钟模块和电源模块分别与处理器连接，图像比对模块包括色彩转换模块和差分比对模块。

进一步地，所述GSM模块包括G24处理器、射频模块、闪存、ZIP连接器、天线接口和供电模块，射频模块、闪存和ZIP连接器分别与G24处理器连接，天线接口与射频模块连接，G24处理器、射频模块和ZIP连接器分别与供电模块连接。

进一步地，所述处理器为单片机。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：

能够快速的识别输电线路本体范围内是否有外物入侵，一旦有外物入侵输电线路本体，则会通过预警报送给线路运维人员，及时发现输电线路安全隐患，提高输电线路的安全稳定运行。

附图说明

图1为本实用新型监测装置的安置示意图；

图2为本实用新型监测装置的结构示意图；

图3为本实用新型GSM模块的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型的内容做进一步详细说明。

实施例：

如图1至图3所示，一种基于图像识别的输电线路外物入侵监测装置，包括摄像头1、图像采集卡2、处理器3、GSM模块4、图像比对模块5、时钟模块6和电源模块7，摄像头1与图像采集卡2连接，图像采集卡2、GSM模块4、图像比对模块5、时钟模块6和电源模块7分别与处理器3连接。

整个监测装置安装在输电线路杆塔上(线路走廊中间)，以不遮挡摄像头1为主，摄像头1对准线路走向方向，定期对线路(A、B、C)进行拍照，以没有外物入侵时的线路图像作为原始对比图像，一旦线路有外物入侵图像，通过与原始图像对比，能够及时发现线路是否有外物入侵，并向远程服务器发出预警信息。

摄像头1采用红外摄像头，用于获取输电线路的红外图像，图像采集卡2采用可二次开发的SDK2000系列采集卡，用于高速采集输电线路的红外图像。10MOONS天敏SDK2000是一款专门功能丰富且能够二次开发的高品质视频卡，具有高品质的图像采集性能，具备高速总线，兼容即插即用，支持一机多卡，能够满足系统的开发和图像采集功能需求。

处理器3为监测装置的控制中心，采用C8051f040单片机系统，该单片机多达12路12位的AD转换器，CPU有内部晶体，全速运行时为24.5M，可以分频为2M，4M，8M，16M的频率运行，包含多种通信接口，如：I2C，SPI，CAN，串口等，内部64K的flash可作为程序或者数据的存储，内部256字节+集成外部4K的SRAM，足可满足本装置的需求。

GSM模块4的主要功能是把采集的数据信息上传到远端服务器，供后端分析。由于本监测装置需要安装在户外高压输电线路上，而远端服务器安装在室内，只能采用无线数据传输。本实施例中，GSM模块4选用Motorola G24作为主要的通信模块，其包括G24处理器41、射频模块42、闪存43、ZIP连接器44、天线接口45和供电模块46，射频模块42、闪存43和ZIP连接器44分别与G24处理器41连接，天线接口45与射频模块42连接，G24处理器41、射频模块42和ZIP连接器44分别与供电模块连接。Motorola G24作为一款高速的GSM/GPRS/EDGE模块，支持四频850/900/1800/1900MHZ，内置TCP/IP协议栈，用户只需要按照一定的方式对G24操作即可完成数据传输，宽温版模块的工作温度范围可以达到-30℃～+85℃，非常适合在户外恶劣的环境下工作。

图像比对模块5主要对输电线路外物入侵后的图像进行识别，当拍摄到外物入侵的图像后，与基准图像(没有外物入侵时的图像)进行对比识别，发现外物后通过GSM模块4向远端服务器发送预警，主要包括色彩转换模块和差分比对模块。

色彩转换模块用于将输电线路红外图像转换到HSI颜色空间(H：色调；S：饱和度；I：亮度)，以图像中的温度最高区域为目标(一般输电线路处于温度场最高点)，其反映在HSI颜色空间S分量上为一块黑色区域，与周围的颜色差别比较大，有利于后期的对比识别。

在实际情况中，输电线路大部分时间处于没有疑似外物入侵的状态，故可对图像序列进行简单的有无异常情况的判断。差分比对模块采用差分运算检测图像的状态是否有改变，可根据实际经验的结果，采用相应阈值来进一步提高图像的判断力度。

本实用新型的基于图像识别的输电线路外物入侵监测装置，能够快速的识别输电线路本体范围内是否有外物入侵，一旦有外物入侵输电线路本体，则会通过预警报送给线路运维人员，及时发现输电线路安全隐患，提高输电线路的安全稳定运行。

上列详细说明是针对本实用新型可行实施例的具体说明，该实施例并非用以限制本实用新型的专利范围，凡未脱离本实用新型所为的等效实施或变更，均应包含于本案的专利范围中。