[实用新型]一种架空线路覆冰在线监测装置

摘要

本实用新型一种架空线路覆冰在线监测装置，由硬件和软件两部分构成：该硬件分为下位机和上位机；下位机硬件包括基于DSP的控制及处理单元、图像采集单元、数据采集单元、数据存储单元、GPRS无线通讯单元及太阳能光伏电源单元；上位机硬件由监控中心服务器单元和GPRS无线通讯单元组成，上位机和下位机通过GPRS无线网络实现无线通讯。该软件也分为下位机和上位机；下位机软件负责驱动下位机硬件完成图像及数据采集，并根据采集到的图像计算和判断覆冰厚度、类型，驱动GPRS无线通讯单元将压缩后的图像和监测结果一起发送到上位机；上位机软件负责驱动上位机硬件完成GPRS无线通讯，并实现人机交互界面和监测信息管理。它实现了对覆冰灾害的全面监测。

主权项

一种架空线路覆冰在线监测装置，其特征在于：该装置由硬件和软件两大部分构成，该硬件结构包括下位机硬件和上位机硬件两部分；相应的，该软件结构也分为下位机软件和上位机软件两部分；(1)硬件结构：该架空线路覆冰在线监测装置，其硬件结构包括下位机硬件和上位机硬件两大部分；其中，下位机硬件由基于DSP的控制及处理单元、图像采集单元、数据采集单元、数据存储单元、GPRS无线通讯单元及太阳能光伏电源单元组成；图像采集单元、数据采集单元、数据存储单元、GPRS无线通讯单元及太阳能光伏电源单元分别与基于DSP的控制及处理单元相连接；所述基于DSP的控制及处理单元由TMS320DM642DSP芯片构成；该芯片负责控制整个监测流程并处理采集到的图像和数据；所述图像采集单元由CCD摄像头、TVP5150视频解码芯片、I2C总线接口和视频接口组成，CCD摄像头、I2C总线接口和视频接口分别与TVP5150视频解码芯片连接；所述数据采集单元由模数转换器AD7490芯片、数字I/O接口、信号调理电路及气象传感器组成，模拟量气象传感器与信号调理电路相连接，信号调理电路与模数转换器AD7490芯片相连接；数字量气象传感器与信号调理电路相连接，信号调理电路与数字I/O接口相连接；所述数据存储单元由两片SDRAM芯片、一片FLASH芯片以及外部存储器接口组成，两片SDRAM芯片和一片FLASH芯片通过地址总线和数据总线与外部存储器接口连接；所述GPRS无线通讯单元采用LQ8110无线模块；所述太阳能光伏电源单元由太阳能电池板、SM-PL2020型充放电控制器和蓄电池组成；太阳能电池板和SM-PL2020型充放电控制器连接，SM-PL2020型充放电控制器和蓄电池连接；其中，上位机硬件由监控中心服务器单元和GPRS无线通讯单元组成，它们之间采用串口连接；该上位机硬件的GPRS无线通讯单元由LQ8110无线模块组成；该监控中心服务器单元采用普通的计算机；GPRS无线网络采用星型连接组网，即多个下位机硬件位于不同地点分别对架空线路覆冰进行监测，各个下位机硬件分别向监控中心的GPRS无线通讯单元发送监测数据；监控中心实现对多个下位机硬件的远程配置和数据接收；(2)软件结构：该架空线路覆冰在线监测装置包括下位机软件和上位机软件两个部分；下位机软件程序是DSP芯片的控制及处理程序；下位机软件在CCS2.0编译环境下编写，采用RF5参考框架；DSP/BIOS是一个准实时操作系统；RF5参考框架是一种使用DSP/BIOS内核的通用初始化代码；基于DSP/BIOS和RF5参考框架的下位机程序分为4个线程，分别是控制线程、图像及数据采集线程、图像处理线程和GPRS无线通讯线程，各线程间的关系如下：GPRS无线通讯线程接收上位机软件发送的控制参数并传递给控制线程，控制线程根据这些控制参数配置图像及数据采集线程和图像处理线程，图像处理线程处理来自图像及数据采集线程的数据，并将处理结果发送到GPRS无线通讯线程；GPRS无线通讯线程将接收到的处理结果通过GPRS无线网络发送给上位机硬件；各线程间的同步通讯采用SCOM即同步通讯机制来完成；该上位机软件采用VC++6.0编写并利用SQL Server 2000开发后台数据库；该上位机软件与各部分之间的关系是：在管理人员登陆后首先和指定编号的下位机硬件进行无线连接，并向下位机软件发送管理人员设定的控制参数，对下位机硬件进行远程配置；然后，下位机软件将采集到的图像和计算结果通过GPRS无线网络发送到上位机硬件，上位机软件将接收到的图像和计算结果进行显示并将信息保存入数据库；该下位机软件根据控制参数设定的时间间隔定时向上位机硬件发送数据，从而实现对架空线路覆冰的在线监测。