基于RDSS的北斗通信无人区在线监测系统技术方案

本发明专利技术提供基于RDSS的北斗通信无人区在线监测系统，涉及输电线路在线监测技术领域。该基于RDSS的北斗通信无人区在线监测系统，包括主控单元、RDSS北斗通信单元、监测单元、电源单元，其特征在于：所述在线监测系统以主控单元为中心的星形网络连接方式，主控单元通过多种宽窄带通信方式，采集监测单元数据，然后通过RDSS北斗通信单元传输到主站；所述主控单元包括Android智能模块、MCU模块，所述Android智能模块内置边缘计算模组，用于对采集的数据进行筛选。通过RDSS北斗通信单元的设计，使得在线监测系统依托北斗卫星进行通信，避免了无人区线路无法通信的问题，提高了在线监测系统的覆盖范围，减少了监测的盲点。减少了监测的盲点。减少了监测的盲点。

【技术实现步骤摘要】
基于RDSS的北斗通信无人区在线监测系统


[0001]本专利技术涉及输电线路在线监测
，具体为基于RDSS的北斗通信无人区在线监测系统。

技术介绍

[0002]从2015年至今，我国输电线路在线监测的发展呈现爆发式增长，据统计每年全国的市场招标份额达数十亿元。研究在线监测装置的厂家由原来的几家增长至几十家，在线监测设备种类也增长至数十种，根据监测功能和对象的不同，在线监测系统可以划分为图像、视频、避雷器、微气象、线夹测温、覆冰、杆塔倾斜、导线弧垂、导线精灵等多种设备类型。
[0003]传统输电线路在线监测技术在抵御灾害、保障电网安全运行方面发挥了积极的作用，但根据调研目前部分电网输电线路监测也存在一定的问题，如：无人区线路，无法解决通信问题；MOA避雷器在线监测技术不成熟；其他单种监测设备功能单一，扩展性能差；由于不同的在线监测装置缺乏统一的标准和规范，造成各个生产厂家的设备不能互联、互通，无法满足智能电网集中监视、分析诊断和评估预测的要求；缺少边端计算，大量重复或无用数据上传至主站，造成网络资源的浪费且增加成本。

技术实现思路

[0004]针对现有技术的不足，本专利技术提供了基于RDSS的北斗通信无人区在线监测系统，解决了目前传统在线监测系统的缺陷和不足，扩展性、兼容性、单一性等多方面的限制的问题，进一步保证输电线路的运行安全，提高监测系统的准确性，最终能够全息展现输电线路健康状态，达到正确指导防外破和隐患运维工作的目的。
[0005]为实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案予以实现：基于RDSS的北斗通信无人区在线监测系统，包括主控单元、RDSS北斗通信单元、监测单元、电源单元，其特征在于：所述在线监测系统以主控单元为中心的星形网络连接方式，主控单元通过多种宽窄带通信方式，采集监测单元数据，然后通过RDSS北斗通信单元传输到主站；所述主控单元包括Android智能模块、MCU模块，所述Android智能模块内置边缘计算模组，用于对采集的数据进行筛选，所述MCU模块用于保障系统运行的稳定性；所述RDSS北斗通信单元包括北斗通信终端、北斗指挥机，所述RDSS北斗通信单元基于中国北斗卫星导航系统，利用北斗RDSS通信卫星，在户外无信号区域，现场端的北斗通信终端每天定时把数据通过卫星回传到主站的北斗指挥机，所述北斗通信终端与主控单元采用RS485通信方式连接；所述监测单元用于输变电设备状态采集，所述监测单元包括自检型避雷器监测单元、线夹测温单元、覆冰监测单元、微气象单元，所述覆冰监测单元包括一体化拉力和倾角传感器、防覆冰摄像机，所述自检型避雷器监测单元、线夹测温单元、微气象单元、一体化拉力和倾角传感器与主控单元采用RF433通信方式连接，所述防覆冰摄像机与主控单元采用wifi通信方式连接；
所述电源单元包括太阳能发电装置、超级电容、蓄电池，所述电源单元用于为在线监测系统提供电能。
[0006]优选的，所述MCU用于保障系统运行的稳定性的方法包括以下步骤：步骤一、系统开机时，单片机不判电源，不执行开机动作，由硬件逻辑自行开机；步骤二、单片机专职于实现看门狗的功能；步骤三、考虑到主机监听、功耗高的问题，通讯模式改为由单片机来监听主机模块的串口指令，一定时间内期望收到几次串口数据，超时没收到则认为主机系统崩溃，再执行复位动作；步骤四、开机键、返回桌面键单独按是开机功能和home键功能，单片机暂时不用执行单独按下这两个键的操作；步骤五、单片机复位系统需要执行双键同时按下超过10S以上；步骤六、MCU超过一定查询周期，未收到智能模块的查询指令，MCU做出故障判定，则对主机模块执行复位动作，复位动作执行后，一定查询周期内若仍然未收到查询指令，则再次复位，最多执行3次复位，则停止复位操作。
[0007]优选的，所述自检型避雷器监测单元其配置为实时采集线路防雷设备在运行电压下的泄漏电流、雷击电流、雷击次数、雷击时间特征数据。
[0008]优选的，所述自检型避雷器监测单元采集功能的实现通过以下步骤：步骤一、通过信号选择电路选择50Hz的工频信号发生电路，然后信号经程控放大器、A/D转换进入FPGA，在FPGA内对其进行频率计算，若频率正确，进行下一步，目的保证装置自身能够稳定运行；步骤二、频率检测正确后，装置进入等待时间，当GPS模块的1PPS秒脉冲触发信号到来时，信号选择电路选择电流传感器或者电压传感器作为信号源，信号经程控放大器和信号调理电路后进入FPGA内部逻辑模块，测出当前电网电压或者泄漏电流的频率，以确保采集的信号为一个整周期，防止在数据处理时发生频谱泄漏；步骤三、在测得泄漏电流和线路电压的频率后，对泄漏电流和线路电压信号进行一个周期内500点的数据采集，将采集数据存储在FPGA内部RAM中，等采集结束后，将数据从RAM中读出，DSP部分主要实现对FPGA采集到的数据进行FFT处理，以获得电流和电压之间的相位差，进而计算得到阻性电流的值，再将计算得到的各监测参数打包通过RF433发送至主控单元。
[0009]优选的，所述线夹测温单元包括供电装置、控制器、温度传感器，所述供电装置采用喉箍式双模结构并由特殊软磁材料构成，所述供电装置通过CT取能的方式给线夹测温单元供电。
[0010]优选的，所述覆冰监测单元包括一体化拉力和倾角传感器、防覆冰摄像机，所述一体化拉力和倾角传感器采用一体化设计，整体外部结构呈可替换金具结构，所述一体化拉力和倾角传感器内置倾角传感器模块和拉力传感器模块，所述一体化拉力和倾角传感器用于采集绝缘子串的轴向拉力、风偏角、倾斜角参数，所述防覆冰摄像机整体为上圆柱下圆锥形喇叭开口设计，所述防覆冰摄像机下圆锥腔体内部设置有环形扰流板，所述防覆冰摄像机包括机舱外壳、内部机舱，所述机舱外壳与内部机舱之间采用低导热的发泡剂填充，所述机舱外壳采用铝合金，所述内部机舱设置有摄像机机芯、隔热玻璃、加热玻璃，所述隔热玻
璃下表面与摄像机内壁表面均使用高透光性超疏水材料。
[0011]优选的，所述微气象单元其配置为六要素微气象传感器，所述微气象单元采用单独供电装置供电。
[0012]优选的，所述太阳能发电装置采用单晶硅太阳能电池板，所述蓄电池采用钛酸锂电池。
[0013]本专利技术提供了基于RDSS的北斗通信无人区在线监测系统。具备以下有益效果：1.本专利技术通过RDSS北斗通信单元的设计，使得在线监测系统依托北斗卫星进行通信，避免了无人区线路无法通信的问题，提高了在线监测系统的覆盖范围，减少了监测的盲点。
[0014]2.本专利技术通过自检型避雷器监测单元的设计，使得在线监测系统实时采集线路防雷设备在运行电压下的泄漏电流、雷击电流、雷击次数、雷击时间等特征数据，同时通过其自检的特性，达到了避雷器监测工作的温度运行。
[0015]3.本专利技术通过主控单元与检测单元采用RF433、wifi方式的通信连接，实现了整个系统的互联互通，达到了满足智能电网集中监视、分析诊断和评估预测的要求。
[0016]4.本专利技术通过主控单元内置的边缘计算模组，使在线监测系统本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于RDSS的北斗通信无人区在线监测系统，包括主控单元、RDSS北斗通信单元、监测单元、电源单元，其特征在于：所述在线监测系统以主控单元为中心的星形网络连接方式，主控单元通过多种宽窄带通信方式，采集监测单元数据，然后通过RDSS北斗通信单元传输到主站；所述主控单元包括Android智能模块、MCU模块，所述Android智能模块内置边缘计算模组，用于对采集的数据进行筛选，所述MCU模块用于保障系统运行的稳定性；所述RDSS北斗通信单元包括北斗通信终端、北斗指挥机，所述RDSS北斗通信单元基于中国北斗卫星导航系统，利用北斗RDSS通信卫星，在户外无信号区域，现场端的北斗通信终端每天定时把数据通过卫星回传到主站的北斗指挥机，所述北斗通信终端与主控单元采用RS485通信方式连接；所述监测单元用于输变电设备状态采集，所述监测单元包括自检型避雷器监测单元、线夹测温单元、覆冰监测单元、微气象单元，所述覆冰监测单元包括一体化拉力和倾角传感器、防覆冰摄像机，所述自检型避雷器监测单元、线夹测温单元、微气象单元、一体化拉力和倾角传感器与主控单元采用RF433通信方式连接，所述防覆冰摄像机与主控单元采用wifi通信方式连接；所述电源单元包括太阳能发电装置、超级电容、蓄电池，所述电源单元用于为在线监测系统提供电能。2.根据权利要求1所述的基于RDSS的北斗通信无人区在线监测系统，其特征在于：所述MCU用于保障系统运行的稳定性的方法包括以下步骤：步骤一、系统开机时，单片机不判电源，不执行开机动作，由硬件逻辑自行开机；步骤二、单片机专职于实现看门狗的功能；步骤三、考虑到主机监听、功耗高的问题，通讯模式改为由单片机来监听主机模块的串口指令，一定时间内期望收到几次串口数据，超时没收到则认为主机系统崩溃，再执行复位动作；步骤四、开机键、返回桌面键单独按是开机功能和home键功能，单片机暂时不用执行单独按下这两个键的操作；步骤五、单片机复位系统需要执行双键同时按下超过10S以上；步骤六、MCU超过一定查询周期，未收到智能模块的查询指令，MCU做出故障判定，则对主机模块执行复位动作，复位动作执行后，一定查询周期内若仍然未收到查询指令，则再次复位，最多执行3次复位，则停止复位操作。3.根据权利要求1所述的基于RDSS的北斗通信无人区在线监测系统，其特征在于：所述自检型避雷器监测单元其配置为实时采集线路防雷设备在运行电压下的泄漏电流、雷击电流、雷击次数、雷击时间特征数据。4.根据权利要求1所述的基于RDSS的北斗通信无人区在...

【专利技术属性】
技术研发人员：王递进，钊向飞，张煜，郭清泉，隋博文，邓鉴鑫，廖恒川，潘纪峰，
申请(专利权)人：中科百惟云南科技有限公司，
类型：发明
国别省市：