专利名称：一种具备视频传输功能的电力线巡检手持装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于电力线巡检手持装置，特别涉及一种具备视频传输功能的电力线巡检手持装置。
背景技术：
在已有的电力线巡检移动作业系统中，都配有巡检人员现场使用的手持嵌入式终端，可通过GPS导航和GIS (地理信息系统)进行现场定位，并通过无线传输模块发送到检测与控制中心，也可以将记录的信息存储在固态存储器中。以便于后续的查询打印与加工处理。由于现有的终端设备传输和存储的信息只有被检设备的状态参数和故障信息，使得监控中心无法获知现场的相关视觉信息，不便于相关的技术人员在监控中心(非现场)·协助判断故障和快速解决故障问题。如图I所示，图I为传统的电力线巡检手持装置方案模块框图。在传统的现有电力线巡检PDA设计方案中，通常包括5个功能模块第一个是GPS导航定位仪，用于对手持终端的导航定位；第二个是中央处理器，完成各个功能模块的管理控制、数据处理及系统配置等功能；第三个是通信模块，用于和监控中心进行实时数据与图像传输；第四个是存储模块，利用大容量的FLASH固态存储器记录巡检的结果、故障信息和其他参数数据；第五个是人机接口模块，包括IXD (Liquid Crystal Display液晶显示器)和键盘输入功能。当该手持机上电启动后，中央处理器进行系统的初始化，通过GPS导航定位仪确定巡检工程师在地图中的位置，并由人机接口模块自动显示该位置处的待检测设备与项目。巡检工程师对设备进行故障检测，并通过手持装置记录相应的检测结果，该检测结果一方面可存储到大容量的固态存储器中(SD卡)，另一方面可通过通信模块(GPRS/CDMA/3G)实时传送到监控中心的后台服务器，供管理人员进行核查、故障定位、维护和打印处理等。对该手持机的所有操作都可通过键盘输入来进行处理。在传统模式中，该手持装置只是将巡检结果的数据信息发送到监控中心的服务器，后台的核查人员只能看到相关数据，而无法看到现场的实际情况，包括人员的巡检流程和操作是否准确规范，是否全面而无遗漏，这样，将可能会导致由于现成的巡检工程师检查不全面或者操作部标准而出现故障漏检，或者检查结果不能反映实际设备故障状态的情况发生，从而无法实现检查结果的真实可信，而且极有可能出现因故障无法及时发现和排除，造成电力线中断和意外事故的发生，给国民经济建设和人们的生命财产安全带来不可挽回的损失。
发明内容为了克服上述缺陷，针对传统电力线巡检手持装置的不足，本实用新型提出了一种具备视频传输功能的电力线巡检手持装置，使得监控中心的工作人员可以在操作现场之夕卜，实时而直观地监督电力线巡检现场的工作状态，获得第一手数据资料。[0008]为实现上述实用新型目的，提出一种具备视频传输功能的电力线巡检手持装置，该设备包括通信模块，其特征在于，还包括摄像头、GPS导航定位仪、单片机、DSP图像编码器和FPGA芯片；所述GPS导航定位仪与所述单片机相连，所述单片机与所述DSP图像编码器相连，所述DSP图像编码器与所述FPGA芯片相连，所述FPGA芯片与所述通信模块相连，所述DSP图像编码器与所述摄像头相连。更优选地，还包括与所述DSP图像编码器相连的存储器。更优选地，还包括与所述单片机相连的人机接口。更优选地，所述GPS导航定位仪包括天线、GPS信号处理器和定位器。更优选地，所述存储器包括固态存储器和缓冲存储器。
更优选地，所述人机接口包括键盘、IXD控制器和液晶显示器。本实用新型的优点在于，本技术方案改进了现有的电力线巡检手持装置，在将原本在只具有GPS导航和普通电力线巡检功能的手持装置进行功能提升，将其变成一个可同时传输数据数据和视频信息的多功能电力线巡检装置，该装置通过增加摄像头和视频编码器，使原来的传统电力线巡检装置成为具备多媒体处理能力的嵌入式系统，不仅让人机界面变得更加友好，而且可以更加智能化地协助电力部门实施任务，并监督电力线巡检业务的完成，该装置具有智能性、实时性好、可靠性高、直观和灵活方便等优点。同时，使得监控中心的工作人员可以在操作现场之外，实时而直观地监督电力线巡检现场的工作状态，获得第一手数据资料，降低巡检工程师的误操作率，并为追究可能出现的故障责任留下客观的证据，提高了工作效率。
图I为传统的电力线巡检手持装置方案模块框图；图2为本实用新型提出的一种具备视频传输功能的电力线巡检手持装置结构框图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施方式
，对本实用新型的技术方案进行进一步详细的说明。本实用新型公开了一种电力线巡检处理手持装置，如图2所示，图2为本实用新型提出的一种具备视频传输功能的电力线巡检手持装置结构框图。该装置包括通信模块、摄像头、GPS导航定位仪、单片机、DSP图像编码器和FPGA芯片；GPS导航定位仪与单片机相连，单片机与DSP图像编码器相连，DSP图像编码器与FPGA芯片相连，FPGA芯片与通信模块相连，DSP图像编码器与摄像头相连。GPS导航定位仪包括天线单元、GPS信号接收与处理单元、坐标解算单元和串口输出单元；中央处理器包括硬件和软件两个部分，硬件平台可以采用摩托罗拉的ARM9作为中央处理器单元，中央处理器的外围接口包括与GPS导航定位仪的串口接口、与通信模块的UART接口、与存储器的CPU总线接口，与人机接口相连的IXD接口和键盘接口等；中央处理器的软件部分的功能包括I.对各个模块进行上电初始化，包括对视频编码器芯片的固件装入和初始化；[0021]2.实现与其他部件的接口处理；3.对编码后视频与电力线巡检数据信息按照通信协议进行打包、信道编码并发送到无线通信模块进行射频输出；4.对各个模块进行参数配置和系统管理。通信模块包括带UART接口的华为3G单元和天线单元；存储器包括FLASH存储单元和FPGA控制单元；人机接口包括IXD控制器单元、IXD单元、键盘及其接口单元。在本实用新型所述的电力线巡检手持装置中增加了视频采集、编码与传输的功能，即通过CMOS摄像头，采用并行数据接口，将原始视频数据采集到缓冲存储器中，由CPLD控制时序，利用富士通视频编码专用芯片进行视频压缩编码(H264格式编码)，编码后的视频数据一路通过CPU总线存储到固态存储器中，另一路经过打包后送至无线通信模块，通过无线传输信道上行到监控中心。在发送端，视频信息通过A/D量化编码后进入视频编码器，在视频编码器中压缩成为低速率的数据流，中央处理器负责将检测设备的故障信息、视频编码数据及其他信息进行信道编码、组帧打包，在通信模块中进行数字调制，最后输入到射频模块，通过天线发送出去。在接收端，从天线接收到的信号通过射频模块、数字解调、解帧处理和信道解码单元。再通过视频解码后，利用界面软件在屏幕上实时显示。本实用新型提出的一种实现多功能电力线巡检的处理装置也可应用于其他场合，进行其他种类设备的巡检。下面以某电力线设备的巡检系统为例，对本实用新型装置作进一步的详细说明。在该装置正常工作时，若采用华为的通信模块(EM560)，工作在900/1800MHz频段，上行速率可达384Kbps (QPSK调制)，视频编码器采用H264压缩算法，硬件压缩(富士通专用压缩芯片)，摄像头采集的图像为灰度图像，像素精度为8bit，尺寸为640*480，当压缩比为80倍，帧频为10帧/秒时，传输速率为300Kbps。一般情况下，该装置所传输的工程参数(故障信息及其他数据)数据量很小，只需50Kbps即可。因此，增加无线视频传输功能后的系统，将工程参数源包和视频数据流进行打包，组成统一的数据帧，数据帧长度为1024字节，形成350Kbps的数据流，再进行数字调制等操作，最后输入到射频模块，通过天线发送出去。在监控中心的接收端，从天线接收到的信号通过射频模块、数字解调以及解帧处理模块，根据源包格式，将解出的数据进行分两路，即一路为工程参数，一路为视频数据。由监控中心的服务器对工程参数和视频数据进行数据分析处理，电力线巡检的结果、路线、地理位置和相关的故障信息等存入信息数据库中，视频数据存入多媒体数据库中，以供后续的查询、检查和打印等处理。最后所应说明的是，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，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
权利要求1.一种具备视频传输功能的电力线巡检手持装置，该设备包括通信模块，其特征在于，还包括摄像头、GPS导航定位仪、单片机、DSP图像编码器和FPGA芯片；所述GPS导航定位仪与所述单片机相连，所述单片机与所述DSP图像编码器相连，所述DSP图像编码器与所述FPGA芯片相连，所述FPGA芯片与所述通信模块相连，所述DSP图像编码器与所述摄像头相连。
2.根据权利要求I所述的具备视频传输功能的电力线巡检手持装置，其特征在于，还包括与所述DSP图像编码器相连的存储器。
3.根据权利要求I或2所述的具备视频传输功能的电力线巡检手持装置，其特征在于，还包括与所述单片机相连的人机接口。
4.根据权利要求I或2所述的具备视频传输功能的电力线巡检手持装置，其特征在于，所述GPS导航定位仪包括天线、GPS信号处理器和定位器。
5.根据权利要求2所述的具备视频传输功能的电力线巡检手持装置，其特征在于，所述存储器包括固态存储器和缓冲存储器。
6.根据权利要求3所述的具备视频传输功能的电力线巡检手持装置，其特征在于，所述人机接口包括键盘、IXD控制器和液晶显示器。
专利摘要本实用新型公开了一种具备视频传输功能的电力线巡检手持装置，该设备包括通信模块，其特征在于，还包括摄像头、GPS导航定位仪、单片机、DSP图像编码器和FPGA芯片；所述GPS导航定位仪与所述单片机相连，所述单片机与所述DSP图像编码器相连，所述DSP图像编码器与所述FPGA芯片相连，所述FPGA芯片与所述通信模块相连，所述DSP图像编码器与所述摄像头相连。该装置还包括与所述DSP图像编码器相连的存储器及与所述单片机相连的人机接口。
文档编号H04N7/18GK202696044SQ20122038971
公开日2013年1月23日 申请日期2012年8月7日 优先权日2012年4月28日
发明者张晓昆 申请人:张晓昆, 魏本杰, 李鹏