[发明专利]输电线路绝缘子等值灰密在线监测系统及监测方法

权利要求书

1.输电线路绝缘子等值灰密在线监测系统，其特征在于，包括控制主板(1)，控制主板(1)上分别连接有模拟摄像机(9)、电源控制电路(11)、GPRS模块(4)、485接口(5)、调试串口(6)、湿度传感器(19)、光照强度传感器(20)，GPRS模块(4)通过无线方式与监控中心(21)连接。

2.根据权利要求1所述的输电线路绝缘子等值灰密在线监测系统，其特征在于，所述控制主板(1)包括微控制器(2)，微控制器(2)上连接有视频解码芯片(13)、Flash存储器(3)、DDR内存(14)，微控制器(2)与所述湿度传感器(19)、所述光照强度传感器(20)连接，视频解码芯片(13)与所述模拟摄像机(9)连接。

3.根据权利要求2所述的输电线路绝缘子等值灰密在线监测系统，其特征在于，所述微控制器(2)采用TI公司的双核芯片TMS320DM6446。

4.根据权利要求2所述的输电线路绝缘子等值灰密在线监测系统，其特征在于，所述视频解码芯片(13)采用TI公司的TVP5147。

5.根据权利要求1所述的输电线路绝缘子等值灰密在线监测系统，其特征在于，所述电源控制电路(11)分别连接有蓄电池(10)、太阳能电池板(12)。

6.根据权利要求1所述的输电线路绝缘子等值灰密在线监测系统，其特征在于，所述控制主板(1)上连接有USB接口(7)。

7.根据权利要求1所述的输电线路绝缘子等值灰密在线监测系统，其特征在于，所述控制主板(1)上连接有网口(8)。

8.输电线路绝缘子等值灰密在线监测方法，其特征在于，采用输电线路绝缘子等值灰密在线监测系统，其结构为：

包括控制主板(1)，控制主板(1)上分别连接有模拟摄像机(9)、电源控制电路(11)、GPRS模块(4)、485接口(5)、调试串口(6)、湿度传感器(19)、光照强度传感器(20)，GPRS模块(4)通过无线方式与监控中心(21)连接；

所述控制主板(1)包括微控制器(2)，微控制器(2)上连接有视频解码芯片(13)、Flash存储器(3)、DDR内存(14)，微控制器(2)与所述湿度传感器(19)、所述光照强度传感器(20)连接，视频解码芯片(13)与所述模拟摄像机(9)连接；

所述微控制器(2)采用TI公司的双核芯片TMS320DM6446；

所述视频解码芯片(13)采用TI公司的TVP5147；

所述电源控制电路(11)分别连接有蓄电池(10)、太阳能电池板(12)；

所述控制主板(1)上连接有USB接口(7)；

所述控制主板(1)上连接有网口(8)；

具体按照以下步骤实施：

步骤1、模拟摄像机(9)对被测试污秽绝缘子片(17)进行现场拍摄，得到被测试污秽绝缘子片(17)的图片，将得到的图片传递给视频解码芯片(13)进行解码，将解码后的图片传递到微控制器(2)；

步骤2、微控制器(2)对步骤1中解码后的被测试污秽绝缘子片(17)的图片进行图像分析处理，识别出被测试污秽绝缘子片(17)表面的污秽区域数量，利用微控制器(2)中的图像处理程序计算得到被测试污秽绝缘子片(17)背景图像灰度值、每块污秽区的图像灰度值、每块污秽区的面积；

同时，微控制器(2)结合湿度传感器(19)、光照强度传感器(20)分别测得环境湿度、光照强度；

步骤3、根据步骤2中得到的被测试污秽绝缘子片(17)背景图像灰度值、被测试污秽绝缘子片(17)图像灰度值以及得到的环境湿度、光照强度，再利用人工神经网络模型计算得出被测试污秽绝缘子片(17)表面污秽的厚度h；

步骤4、根据步骤2中得到的被测试污秽绝缘子片(17)表面的污秽区域数量、每块污秽区的面积、被测试污秽绝缘子片(17)的总的面积以及步骤3中得到的被测试污秽绝缘子片(17)的厚度h再结合被测试污秽绝缘子片(17)表面污秽的密度ρ，计算得出NSDD，计算公式为：

其中，m_i为绝缘子片表面第i块污秽的质量，V_i为绝缘子片表面第i块污秽的体积，S_i为绝缘子片表面第i块污秽的面积，S_总为绝缘子片测量区域的面积，n为绝缘子片测量区域污秽块的总数，ρ为绝缘子片表面污秽的密度；

步骤5、将步骤4得到的NSDD通过GPRS模块(4)发送到监控中心(21)，同时将NSDD备份到Flash存储器(3)中。

9.根据权利要求8所述的输电线路绝缘子等值灰密在线监测系统的监测方法，其特征在于，所述步骤3中人工神经网络模型具体按照以下步骤训练得到：给绝缘子片喷涂污秽，采集绝缘子片和背景的图像，利用图像处理算法求出绝缘子片图像灰度值、背景图像灰度值，利用湿度传感器和光照强度传感器测出绝缘子片所在环境的环境湿度值和光照强度值，人工测出绝缘子片表面污秽的厚度，经过多次这样的实验获取大量的实验数据，利用这些数据对人工神经网络模型进行训练。