本申請(qǐng)涉及到輸電線路監(jiān)測(cè)，具體而言，涉及到一種雙主控架構(gòu)的輸電線路在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、隨著電網(wǎng)建設(shè)覆蓋范圍的不斷增加，輸電線路總里程也逐漸增多，具有規(guī)模大、距離長(zhǎng)、分布地域廣等特點(diǎn)，通常分布在偏遠(yuǎn)地帶，運(yùn)行環(huán)境比較惡劣，山火、滑坡等自然災(zāi)害損害架空輸電線路的正常運(yùn)行，同時(shí)還存在施工機(jī)械、超高車輛、山火等導(dǎo)致外力破壞的危險(xiǎn)。傳統(tǒng)采用人工巡線的方式存在勞動(dòng)強(qiáng)度大、工作效率低的問題，對(duì)突發(fā)外破事件應(yīng)對(duì)時(shí)效性差。隨著智能監(jiān)測(cè)技術(shù)的發(fā)展，以視頻、圖像為主的輸電線路巡檢的方式受到越來越多的關(guān)注。為實(shí)現(xiàn)對(duì)輸電通道的實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)，通常會(huì)在導(dǎo)線或桿塔上安裝輸電線路監(jiān)測(cè)裝置，但現(xiàn)有的輸電線路監(jiān)測(cè)裝置多為單主控架構(gòu)，在取能狀況不佳時(shí)無法實(shí)現(xiàn)基于取能狀況的傳感模塊時(shí)空調(diào)度和資源分配；另外握爪模塊與主機(jī)模塊之間的連接處在長(zhǎng)時(shí)間的戶外運(yùn)行過程中容易出現(xiàn)故障。

2、因此，現(xiàn)有的輸電線路監(jiān)測(cè)裝置在取能狀況不佳時(shí)無法實(shí)現(xiàn)基于取能狀況的傳感模塊時(shí)空調(diào)度和資源分配以及長(zhǎng)時(shí)間的戶外運(yùn)行過程中容易出現(xiàn)故障的問題亟待解決。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本申請(qǐng)的主要目的為提供一種雙主控架構(gòu)的輸電線路在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，旨在解決現(xiàn)有的輸電線路監(jiān)測(cè)裝置在取能狀況不佳時(shí)無法實(shí)現(xiàn)基于取能狀況的傳感模塊時(shí)空調(diào)度和資源分配以及長(zhǎng)時(shí)間的戶外運(yùn)行過程中容易出現(xiàn)故障的技術(shù)問題。

2、本申請(qǐng)的第一方面提出一種雙主控架構(gòu)的輸電線路在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括：

3、主機(jī)模塊和握爪模塊；

4、所述主機(jī)模塊包括第一主控子模塊和第二主控子模塊，所述第一主控子模塊與所述第二主控子模塊通信連接；其中所述第一主控子模塊使用mcu芯片，第二主控子模塊使用npu芯片；

5、所述握爪模塊通過多芯航空連接器與所述主機(jī)模塊連接，用于握爪模塊與主機(jī)模塊之間的取能和通信復(fù)用；其中，所述握爪模塊通過mcu與所述主機(jī)模塊的第一主控子模塊通信連接；

6、所述主機(jī)模塊還包括4g子模塊，用于給第一主控子模塊和第二主控子模塊提供4g通信。

7、進(jìn)一步地，所述握爪模塊包含：

8、電流采集單元，利用羅氏線圈，用于采集電力線路上的電流；

9、ct取能單元，采用坡莫合金作為取能磁芯，用于從電力線上提取能量；

10、導(dǎo)線測(cè)溫單元，使用ntc測(cè)溫和紅外測(cè)溫結(jié)合，用于監(jiān)測(cè)電力線纜的導(dǎo)線溫度數(shù)據(jù)；

11、分布式故障定位單元，用于分析線路中的電流波形變化，定位故障發(fā)生的位置；其中所述電流采集單元、ct取能單元、導(dǎo)線測(cè)溫單元與分布式故障定位單元與所述握爪模塊內(nèi)的mcu電連接，通過mcu與所述主機(jī)模塊的第一主控子模塊通過通信連接。

12、進(jìn)一步地，所述第一主控子模塊通過usb總線協(xié)議與4g子模塊連接，第二主控子模塊通過uart協(xié)議與4g子模塊連接；所述第二主控子模塊控制4g子模塊的使用權(quán)限，通過4g互斥鎖與所述第一主控子模塊共用4g子模塊。

13、進(jìn)一步地，通過4g互斥鎖與所述第一主控子模塊共用4g子模塊，包括：當(dāng)?shù)谝恢骺刈幽K使用4g子模塊時(shí)，在預(yù)定義的4g申請(qǐng)寄存器中置位；第二主控子模塊輪詢?cè)摷拇嫫?，?g申請(qǐng)寄存器的值已置位，判斷當(dāng)前4g子模塊是否正在被使用；若未被使用，則第二主控子模塊在4g可用寄存器中進(jìn)行置位；當(dāng)?shù)谝恢骺刈幽K查詢到4g可用寄存器被置位時(shí)，使用4g子模塊，并復(fù)位4g申請(qǐng)寄存器；當(dāng)?shù)诙骺刈幽K需要使用4g子模塊時(shí)，第二主控子模塊查詢4g申請(qǐng)寄存器是否被置位，若未置位直接使用4g子模塊，若否將等待至4g申請(qǐng)寄存器至復(fù)位。

14、進(jìn)一步地，主機(jī)模塊搭載超級(jí)電容的電源板進(jìn)行供電，所述電源板使用電源管理芯片管理整機(jī)電源。

15、進(jìn)一步地，當(dāng)超級(jí)電容電壓低于第一電壓閾值時(shí)，第二主控子模塊將第一主控子模塊的電源關(guān)閉，僅保留4g子模塊電源和溫濕度傳感器，用于定時(shí)上傳環(huán)境溫濕度數(shù)據(jù)保持與監(jiān)控平臺(tái)的聯(lián)系。

16、進(jìn)一步地，當(dāng)所述超級(jí)電容電壓處于第二電壓閾值范圍時(shí)，第二主控子模塊開啟4g子模塊、rtk模塊、姿態(tài)傳感器和溫濕度傳感器，關(guān)閉第一主控子模塊電源，并通過姿態(tài)傳感器和rtk模塊監(jiān)測(cè)導(dǎo)線舞動(dòng)與弧垂數(shù)據(jù)并通過4g子模塊上送到平臺(tái)，用于實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)低功耗運(yùn)行狀態(tài)。

17、進(jìn)一步地，當(dāng)超級(jí)電容電壓大于第三電壓閾值時(shí)，第二主控子模塊開啟所有外設(shè)及第一主控子模塊電源，并基于預(yù)設(shè)通信協(xié)議設(shè)置第一主控子模塊的工作模式。

18、進(jìn)一步地，所述第一主控子模塊根據(jù)第二主控子模塊設(shè)定的工作模式開啟指定的可見光攝像頭模組，所述攝像頭控制采用mipi選通芯片，以在第一主控子模塊的npu芯片編碼能力下掛載多個(gè)攝像頭，實(shí)現(xiàn)攝像頭的輪巡拍照。

19、進(jìn)一步地，所述攝像頭按照配置指定時(shí)間間隔進(jìn)行輪巡拍照，若識(shí)別到輸電通道外破風(fēng)險(xiǎn)，則將告警信息及圖片基于文件傳輸協(xié)議并通過4g子模塊上傳至監(jiān)控平臺(tái)。

20、有益效果：

21、本申請(qǐng)通過在主機(jī)模塊中設(shè)置雙主控架構(gòu)，能夠充分利用mcu芯片低功耗的特性，并且通過整合npu芯片的強(qiáng)大算力，能夠?qū)崿F(xiàn)端側(cè)人工智能識(shí)別，雙主控架構(gòu)在功能方面取長(zhǎng)補(bǔ)短，能夠?qū)崿F(xiàn)基于能量狀況的傳感模塊時(shí)空調(diào)度和資源分配，進(jìn)一步提升了系統(tǒng)的性能和效率。另外，采用握爪模塊和主機(jī)模塊分離的結(jié)構(gòu)，更易于裝置故障維修，通過多芯航空連接器實(shí)現(xiàn)了取能和測(cè)量復(fù)用，提升了模塊間的連接可靠性，進(jìn)一步降低裝置故障率。

技術(shù)特征：

1.一種雙主控架構(gòu)的輸電線路在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙主控架構(gòu)的輸電線路在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述握爪模塊包含：

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙主控架構(gòu)的輸電線路在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述第一主控子模塊通過usb總線協(xié)議與4g子模塊連接，第二主控子模塊通過uart協(xié)議與4g子模塊連接；所述第二主控子模塊控制4g子模塊的使用權(quán)限，通過4g互斥鎖與所述第一主控子模塊共用4g子模塊。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的雙主控架構(gòu)的輸電線路在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，通過4g互斥鎖與所述第一主控子模塊共用4g子模塊，包括：當(dāng)?shù)谝恢骺刈幽K使用4g子模塊時(shí)，在預(yù)定義的4g申請(qǐng)寄存器中置位；第二主控子模塊輪詢?cè)摷拇嫫?，?g申請(qǐng)寄存器的值已置位，判斷當(dāng)前4g子模塊是否正在被使用；若未被使用，則第二主控子模塊在4g可用寄存器中進(jìn)行置位；當(dāng)?shù)谝恢骺刈幽K查詢到4g可用寄存器被置位時(shí)，使用4g子模塊，并復(fù)位4g申請(qǐng)寄存器；當(dāng)?shù)诙骺刈幽K需要使用4g子模塊時(shí)，第二主控子模塊查詢4g申請(qǐng)寄存器是否被置位，若未置位直接使用4g子模塊，若否將等待至4g申請(qǐng)寄存器至復(fù)位。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙主控架構(gòu)的輸電線路在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，主機(jī)模塊搭載超級(jí)電容的電源板進(jìn)行供電，所述電源板使用電源管理芯片管理整機(jī)電源。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的雙主控架構(gòu)的輸電線路在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)超級(jí)電容電壓低于第一電壓閾值時(shí)，第二主控子模塊將第一主控子模塊的電源關(guān)閉，僅保留4g子模塊電源和溫濕度傳感器，用于定時(shí)上傳環(huán)境溫濕度數(shù)據(jù)保持與監(jiān)控平臺(tái)的聯(lián)系。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的雙主控架構(gòu)的輸電線路在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)所述超級(jí)電容電壓處于第二電壓閾值范圍時(shí)，第二主控子模塊開啟4g子模塊、rtk模塊、姿態(tài)傳感器和溫濕度傳感器，關(guān)閉第一主控子模塊電源，并通過姿態(tài)傳感器和rtk模塊監(jiān)測(cè)導(dǎo)線舞動(dòng)與弧垂數(shù)據(jù)并通過4g子模塊上送到平臺(tái)，用于實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)低功耗運(yùn)行狀態(tài)。

8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的雙主控架構(gòu)的輸電線路在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)超級(jí)電容電壓大于第三電壓閾值時(shí)，第二主控子模塊開啟所有外設(shè)及第一主控子模塊電源，并基于預(yù)設(shè)通信協(xié)議設(shè)置第一主控子模塊的工作模式。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的雙主控架構(gòu)的輸電線路在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述第一主控子模塊根據(jù)第二主控子模塊設(shè)定的工作模式開啟指定的可見光攝像頭模組，所述攝像頭控制采用mipi選通芯片，以在第一主控子模塊的npu芯片編碼能力下掛載多個(gè)攝像頭，實(shí)現(xiàn)攝像頭的輪巡拍照。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的雙主控架構(gòu)的輸電線路在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述攝像頭按照配置指定時(shí)間間隔進(jìn)行輪巡拍照，若識(shí)別到輸電通道外破風(fēng)險(xiǎn)，則將告警信息及圖片基于文件傳輸協(xié)議并通過4g子模塊上傳至監(jiān)控平臺(tái)。

技術(shù)總結(jié)
本申請(qǐng)涉及到輸電線路監(jiān)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，公開了雙主控架構(gòu)的輸電線路在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括：主機(jī)模塊和握爪模塊；所述主機(jī)模塊包括第一主控子模塊和第二主控子模塊，所述第一主控子模塊與所述第二主控子模塊通信連接；其中所述第一主控子模塊使用MCU芯片，第二主控子模塊使用NPU芯片；所述握爪模塊通過多芯航空連接器與所述主機(jī)模塊連接，用于握爪模塊與主機(jī)模塊之間的取能和通信復(fù)用；其中，所述握爪模塊通過MCU與所述主機(jī)模塊的第一主控子模塊通信連接；所述主機(jī)模塊還包括4G子模塊，用于給第一主控子模塊和第二主控子模塊提供4G通信。本申請(qǐng)能夠提升模塊間的連接可靠性，降低裝置故障率，提高資源分配效率，提升系統(tǒng)的性能和效率。

技術(shù)研發(fā)人員：張偉勛,王志明,呂前程,魏宇鵬,張佳明,趙雅茜,林躍歡,云昌盛
受保護(hù)的技術(shù)使用者：南方電網(wǎng)傳感科技（廣東）有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/30