一种高压直流接地极转移电势在线监测装置的制作方法

1.本发明涉及高压直流接地极转移电势在线监测领域，尤其涉及一种高压直流接地极转移电势在线监测装置。


背景技术：

2.特高压直流输电换流站接地电极的检测大多采用人工现场检测，无法获得接地电极的实时运行数据，且人工成本高。为了满足特高压直流输电系统安全性的要求，设计一种超高电压直流接地在线监测系统，该系统采用3g无线通信技术，远程在线监测水平的接地电流，观察和其他重要领域的视频数据和操作数据和地面故障诊断和对接地极和生活评估。系统数据精度高，远程传输速度快，具有很好的现场运行稳定性。
3.高压和直流传输是一种新的传输方式，运行时间短，基本数据少，需要额外的收集、分析和排序。特别是，对直流转换站的接地参数的获取完全是通过手工操作完成的，自动化程度较低。直流转换站是高压直流输电系统的关键设备。该装置的运行直接关系到整个直流传输系统的稳定性。因此，对高压直流接地极转移电势在线实时监测具有重要的实际意义。


技术实现要素：

4.本发明所要解决的技术问题是针对背景技术的不足提供一种高压直流接地极转移电势在线监测装置，其集远程无线在线监测、在线监测等功能于一体的综合性监测系统，不仅可以实现对特高压直流接地极各种运行参数的远程无线在线监测，还可以实现对接地极的远程无线在线监测，其将现场监测数据加载到5g无线通信模块中，实现了监测数据与视频数据的联合传输，节约了监测数据的传输通道，大大提高了监测数据的传输速，对特高压直流接地极的运行状态进行诊断，并对接地极的寿命进行评估。
5.本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：
6.一种高压直流接地极转移电势在线监测装置，包含现场监测基站、5g无线通信网络和远程监测中心，所述现场监测基站通过5g无线通信网络连接远程监测中心；
7.其中，现场监测基站，用于负责现场监控数据和实时视频数据的采集和处理；
8.5g无线通信网络，用于将现场监测基站采集和处理的数据和信息通过5g无线通信网络传输到远程监控中心；
9.远程监控中心，用于负责将接收到的各种数据存储到数据库中，诊断监控数据的运行状态，评估极坐标的使用寿命；
10.所述现场监测基站包含微控制器模块、直流电流传感器、水位传感器、土壤温度湿度传感器、风速传感器、风向传感器、大气温湿度传感器、cmos图像传感器、多路复用开关、信号调理电路模块、5g通信模块、数据存储模块、接口模块、供电模块，所述直流电流传感器、水位传感器、土壤温度湿度传感器、风速传感器、风向传感器、大气温湿度传感器、cmos图像传感器分别依次经过多路复用开关、信号调理电路模块连接微控制器模块，所述5g通
信模块、数据存储模块、接口模块、供电模块分别与微控制器模块连接；
11.所述信号调理电路模块包含放大电路和双运放带通滤波器，具体包含第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第一运算放大器、第二运算放大器、第三运算放大器，其中，信号输入
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in端连接第一电阻的一端，第一电阻的另一端分别连接第一电容的一端、第三电阻的一端和第一运算放大器的负电源脚，第一电容的另一端分别连接第三电阻的另一端、第一运算放大器的输出脚，信号输入 in端连接第二电阻的一端，第二电阻的另一端分别连接第一运算放大器的正电源脚、第四电阻的一端、第二电容的一端，第二电容的另一端连接第四电阻的另一端并接地，第一运算放大器的输出脚连接第五电阻的一端，第五电阻的另一端连接第二运算放大器的正电源脚，第二运算放大器的负电源脚连接第三运算放大器的负电源脚，第三运算放大器的正电源脚分别连接第八电阻的一端、第九电阻的一端，第九电阻的另一端接地，第八电阻的另一端分别连接第七电阻的一端和第第二运算放大器的输出脚，第七电阻的另一端连接第四电容的一端，第四电容的另一端分别连接第九电阻的一端，第九电阻的另一端连接第三电容的一端，第三电容的另一端接地；
12.所述供电模块包含市电接口模块、太阳能供电模块、蓄电池模块、emi滤波模块、电压转换电路、充放电控制模块、高频变压器以及环路补偿模块；所述市电接口模块依次经过emi 滤波模块、高频变压器以及环路补偿模块连接蓄电池模块，所述太阳能供电模块经过电压转换电路连接蓄电池模块，所述充放电控制模块与蓄电池模块连接；
13.充放电控制模块，用于实时对蓄电池模块的充放电进行控制；
14.emi滤波模块，用于滤除市电电网中的共模与差模干扰；
15.高频变压器，用于将输入的交流电转换成直流电，进而经过高频变压器完成变压；
16.环路补偿模块，用于高频变压器的输出电压进行环路补偿；
17.所述远程监控中心包含数据传输模块、控制器模块、监控系统通信服务器、数据库模块、电子地理信息处理模块、客户端；所述数据传输模块、监控系统通信服务器、数据库模块、电子地理信息处理模块和客户端分别和控制器模块连接。
18.作为本发明一种高压直流接地极转移电势在线监测装置的进一步优选方案，所述前级电压转换电路包括：第一电压保护模块，耦接至供电电压并提供内部转换电压；第一电压转换模块，耦接至第一电压保护模块，根据内部转换电压将输入信号转换为前级输出信号；
19.所述后级电压转换电路包括：第二电压保护模块，产生第一反相输出信号、第一输出信号、第二反相输出信号与第二输出信号，其中，前级电压转换电路和后级电压转换电路具有多个晶体管，当供电电压的电压值大于晶体管的击穿电压时，电压转换电路保护晶体管的压差小于击穿电压，当供电电压的电压值小于击穿电压时，电压转换电路全幅输出第一反相输出信号、第一输出信号、第二反相输出信号与第二输出信号。
20.作为本发明一种高压直流接地极转移电势在线监测装置的进一步优选方案，所述充放电控制模块包含充电控制电路、蓄电池、放电控制电路、充电电流检测模块、端电压检测模块、功放电路、微控制器模块、放电电流检测模块、人机交互模块、pwm驱动器；
21.所述充电电流检测模块、端电压检测模块、放电电流检测模块分别通过功放电路和微控制器模块连接，用于分别实时检测蓄电池的充电电流、蓄电池内电压、蓄电池的放电
电流，已经将采集的电信号上传至微控制器模块；
22.所述功放电路包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第五电容、第六电容、第七电容、第一二极管、第一三极管、第二三极管、第三三极管；
23.所述第一电阻为变阻器，所述第一电阻的滑动端连接第一电容的一端，所述第一电容的另一端分别连接第二电阻的一端、第三电容的一端，第三电阻的一端、第一三极管的基极，所述第三电阻的另一端接地，所述第一三极管的发射极分别连接第五电阻的一端、第四电容的一端，所述第五电阻的另一端、第四电容的另一端均接地；
24.所述第一三极管的集电极分别连接第三电容的另一端、第四电阻的一端、第二三极管的基极；所述第二三极管的发射极连接第五电容的一端，所述第五电容的另一端接地；所述第二三极管的集电极分别连接第二电阻的另一端、第二电容的一端、第六电容的一端、第三三极管的发射极；
25.所述第二电容的另一端分别连接第六电阻的一端、第七电阻的一端，所述第七电阻的另一端分别连接第三三极管的集电极、第七电容的一端，所述第七电容的另一端接地；所述第六电阻的另一端分别连接第一二极管的阳极、第三三极管的基极；所述第一二极管的阴极连接第四电阻的另一端；
26.人机交互模块与微控制器模块连接，用于查看蓄电池的电压状态及充放电电流状态，以及用于设定微控制器参数阈值；
27.所述pwm驱动器分别和微控制器模块、充电控制电路、放电控制电路连接，用于根据采集的电压及电流参数，进而驱动充电控制电路及放电控制电路场效应管的pwm信号。
28.作为本发明一种高压直流接地极转移电势在线监测装置的进一步优选方案，所述emi滤波模块包含共模电感、x电容、y电容与泄放电阻；
29.所述共模电感由两个同向绕制的线圈组成，用于消除回路差分电流；
30.x电容并接在共模电感两侧，用于消除差模干扰；
31.y电容跨接在输出端且串联中点接地，用于抑制共模干扰；
32.泄放电阻用于消除在滤波器中出现的静电积累。
33.作为本发明一种高压直流接地极转移电势在线监测装置的进一步优选方案，所述cmos图像传感器选用omnivision公司ov5640摄像头，其为500万像素级别cmos图像传感器，支持分辨率可达2k级别，能输出多种图像格式数据。
34.作为本发明一种高压直流接地极转移电势在线监测装置的进一步优选方案，所述多路复用开关型号为amc4601。
35.作为本发明一种高压直流接地极转移电势在线监测装置的进一步优选方案，所述微控制器模块采用采用xilinx公司spartan6系列芯片xc6slx45。
36.作为本发明一种高压直流接地极转移电势在线监测装置的进一步优选方案，所述数据存储模块选用micron公司4 gbit容量ddr3
‑
sdram存储芯片mt41j256m16ha
‑
125作为缓存介质。
37.本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：
38.1、本发明集远程无线在线监测、在线监测等功能于一体的综合性监测系统，它不仅可以实现对特高压直流接地极各种运行参数的远程无线在线监测，还可以实现对接地极
的远程无线在线监测；
39.2.本发明将现场监测数据加载到5g无线通信模块中，实现了监测数据与视频数据的联合传输，节约了监测数据的传输通道，大大提高了监测数据的传输速度，可以在线监测地极的接地电流、地极现场的温湿度、观测到的井水水位以及地极附近的微气象，监测参数全面可以对特高压直流接地极的运行状态进行诊断，并对接地极的寿命进行评估；
40.3、本发明监控数据和视频可以通过5g无线通信网络同时传输，数据传输速度快，图像质量高，该系统可以显著降低特高压直流地极检测工作量，通过实时数据和视频直接掌握地极的整体运行状态，从而解决了地极的远程在线监测问题，用实时数据对电极的寿命进行了评价；
41.4、本发明通过对蓄电池工作过程中电压和电流的变化进行分析，合理控制蓄电池的工作进程，从而保证和提高了蓄电池的循环使用寿命；本发明的emi滤波模块包含共模电感、x 电容、y电容与泄放电阻，可以有效滤除电网中的共模与差模干扰，所述共模电感由两个同向绕制的线圈组成，用于消除回路差分电流；x电容并接在共模电感两侧，用于消除差模干扰；y电容跨接在输出端且串联中点接地，用于抑制共模干扰；泄放电阻用于消除在滤波器中出现的静电积累；
42.5、本发明信号处理模块包含放大电路和双运放带通滤波器，所述放大电路由opa277 运算放大器及电阻电容组成，所述双运带通滤波器由2个opa277运算放大器组成。信号调理电路包括放大电路和双运放带通滤波器，将阵列式传感器采取的的数据进行放大和滤波处理后输入到信号转换电路，大大减小测量中的信号噪声以及信号的损耗，其中放大电路部分由 opa277运算放大器及电阻电容组成的放大电路，该电路是典型的差分放大电路，同时，c3和 r6，c4与r7组成低通滤波器，由两个opa277运算放大器组成双运放带通滤波器，本设计的带通滤波器q值和中心频率可调，调节r9可以调节电路的谐振频率，调节r8可以调节电路的q值。
附图说明
43.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
44.图1是本发明整体结构原理图；
45.图2是本发明现场监测基站的结构原理图；
46.图3是本发明信号调理电路模块的电路图；
47.图4是本发明远程监控中心的结构原理图。
48.图5是本发明功放电路的电路图。
具体实施方式
49.下面结合附图对本发明的技术方案做进一步的详细说明：
50.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于
本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
51.一种高压直流接地极转移电势在线监测装置，如图1所示，包含现场监测基站、5g无线通信网络和远程监测中心，所述现场监测基站通过5g无线通信网络连接远程监测中心；
52.其中，现场监测基站，用于负责现场监控数据和实时视频数据的采集和处理；
53.5g无线通信网络，用于将现场监测基站采集和处理的数据和信息通过5g无线通信网络传输到远程监控中心；
54.远程监控中心，用于负责将接收到的各种数据存储到数据库中，诊断监控数据的运行状态，评估极坐标的使用寿命；
55.本发明集远程无线在线监测、在线监测等功能于一体的综合性监测系统，它不仅可以实现对特高压直流接地极各种运行参数的远程无线在线监测，还可以实现对接地极的远程无线在线监测；本发明将现场监测数据加载到5g无线通信模块中，实现了监测数据与视频数据的联合传输，节约了监测数据的传输通道，大大提高了监测数据的传输速度，可以在线监测地极的接地电流、地极现场的温湿度、观测到的井水水位以及地极附近的微气象，监测参数全面可以对特高压直流接地极的运行状态进行诊断，并对接地极的寿命进行评估；本发明监控数据和视频可以通过5g无线通信网络同时传输，数据传输速度快，图像质量高，该系统可以显著降低特高压直流地极检测工作量，通过实时数据和视频直接掌握地极的整体运行状态，从而解决了地极的远程在线监测问题，用实时数据对电极的寿命进行了评价。
56.如图2所示，所述现场监测基站包含微控制器模块、直流电流传感器、水位传感器、土壤温度湿度传感器、风速传感器、风向传感器、大气温湿度传感器、cmos图像传感器、多路复用开关、信号调理电路模块、5g通信模块、数据存储模块、接口模块、供电模块，所述直流电流传感器、水位传感器、土壤温度湿度传感器、风速传感器、风向传感器、大气温湿度传感器、cmos图像传感器分别依次经过多路复用开关、信号调理电路模块连接微控制器模块，所述5g通信模块、数据存储模块、接口模块、供电模块分别与微控制器模块连接；
57.(1)现场监测基站结构。现场监测站包括单片机控制系统、各种传感器(直流电流传感器、水位传感器和土壤温度湿度传感器)，气象采集单元(风速和风向传感器和大气温度湿度传感器)，相机，太阳能供电系统，5g和5g通信模块数据传输控制模块，等等。采用单片机控制系统对现场监测数据和实时视频数据进行采集和处理。采用美国微芯片公司生产的 pic16f877a单片机。(3)系统监控量及传感器。1)接地电极馈电电流。地线系统通常有多个馈线和多个地线。该系统采用霍尔电流传感器采集接地电流。2)接地极温湿度。该系统利用土壤温湿度传感器采集电极场的温湿度。3)接地极井水位观测。系统采用输入式液位传感器对地下水位进行采集和观测。4)极地附近的微气象信息。该系统利用风速、风向、温湿度传感器采集地球极附近的微气象信息。5)极场视频。该系统使用高清摄像机捕捉地球两极的实时视频。太阳能电池供电系统。太阳能电池供电系统采用光伏发电方式。该系统由光伏板、电池、电源管理模块和逆变器组成，保证了系统在野外独立不间断的运行。(4)5g无线通信模块。该系统采用5g无线通信模块，在站点监控基站与5g无线通信网络之间传输视频和监控数据。5g无线通信采用第三代通信技术，数据传输速率高，可以更好地实现无线漫
游，在全球范围内处理图像、音乐、视频等媒体数据。对于特高压直流地极在线监测系统，gsm或 gprs的数据传输速度较慢，无法获得清晰流畅的视频。因此，视频和监控信息的传输和接收都是通过5g无线通信来完成的。同时，考虑到运行环境不稳定的3g信号，位置的不确定性因素，3g无线通信模块采用能适应不同的网络冗余备份方案，可以很容易地切换到tdscd
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ma的中国移动、中国电信cdma和中国联通wcdma的网络。(6)5g数据传输控制模块。系统采用5g数据传输控制模块控制5g无线通信模块，将监控数据和视频数据压缩成数据包。
58.现场实时监控数据和视频数据分别进行压缩，将两个数据包装入5g无线通信模块，实现监控数据和视频数据的联合传输。视频采集传输采用先进的h.264视频压缩算法，流媒体视频处理技术，实现实时动态图像传输，监控中心服务器通过数据包解码，实时监控数据和实时动态视频显示。
59.如图3所示，所述信号调理电路模块包含放大电路和双运放带通滤波器，具体包含第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第一运算放大器、第二运算放大器、第三运算放大器，其中，信号输入
‑
in端连接第一电阻的一端，第一电阻的另一端分别连接第一电容的一端、第三电阻的一端和第一运算放大器的负电源脚，第一电容的另一端分别连接第三电阻的另一端、第一运算放大器的输出脚，信号输入 in端连接第二电阻的一端，第二电阻的另一端分别连接第一运算放大器的正电源脚、第四电阻的一端、第二电容的一端，第二电容的另一端连接第四电阻的另一端并接地，第一运算放大器的输出脚连接第五电阻的一端，第五电阻的另一端连接第二运算放大器的正电源脚，第二运算放大器的负电源脚连接第三运算放大器的负电源脚，第三运算放大器的正电源脚分别连接第八电阻的一端、第九电阻的一端，第九电阻的另一端接地，第八电阻的另一端分别连接第七电阻的一端和第第二运算放大器的输出脚，第七电阻的另一端连接第四电容的一端，第四电容的另一端分别连接第九电阻的一端，第九电阻的另一端连接第三电容的一端，第三电容的另一端接地；
60.所述供电模块包含市电接口模块、太阳能供电模块、蓄电池模块、emi滤波模块、电压转换电路、充放电控制模块、高频变压器以及环路补偿模块；所述市电接口模块依次经过emi 滤波模块、高频变压器以及环路补偿模块连接蓄电池模块，所述太阳能供电模块经过电压转换电路连接蓄电池模块，所述充放电控制模块与蓄电池模块连接；
61.充放电控制模块，用于实时对蓄电池模块的充放电进行控制；
62.emi滤波模块，用于滤除市电电网中的共模与差模干扰；
63.高频变压器，用于将输入的交流电转换成直流电，进而经过高频变压器完成变压；
64.环路补偿模块，用于高频变压器的输出电压进行环路补偿；
65.如图4所示，所述远程监控中心包含数据传输模块、控制器模块、监控系统通信服务器、数据库模块、电子地理信息处理模块、客户端；所述数据传输模块、监控系统通信服务器、数据库模块、电子地理信息处理模块和客户端分别和控制器模块连接。
66.所述emi滤波模块包含共模电感、x电容、y电容与泄放电阻；
67.所述共模电感由两个同向绕制的线圈组成，用于消除回路差分电流；
68.x电容并接在共模电感两侧，用于消除差模干扰；
69.y电容跨接在输出端且串联中点接地，用于抑制共模干扰；
70.泄放电阻用于消除在滤波器中出现的静电积累。
71.emi滤波模块：开关电源产生的电磁干扰(emi)主要以传导干扰和近场干扰为主，包括共模干扰和差模干扰2种状态。emi滤波器可以有效滤除电网中的共模与差模干扰。emi滤波电路主要由共模电感、x电容、y电容与泄放电阻组成。共模电感由两个同向绕制的线圈组成，用于消除回路差分电流；x电容并接在共模电感两侧，用于消除差模干扰；y电容跨接在输出端且串联中点接地，用于抑制共模干扰；泄放电阻用于消除在滤波器中可能出现的静电积累。
72.所述前级电压转换电路包括：第一电压保护模块，耦接至供电电压并提供内部转换电压；第一电压转换模块，耦接至第一电压保护模块，根据内部转换电压将输入信号转换为前级输出信号；
73.所述后级电压转换电路包括：第二电压保护模块，产生第一反相输出信号、第一输出信号、第二反相输出信号与第二输出信号，其中，前级电压转换电路和后级电压转换电路具有多个晶体管，当供电电压的电压值大于晶体管的击穿电压时，电压转换电路保护晶体管的压差小于击穿电压，当供电电压的电压值小于击穿电压时，电压转换电路全幅输出第一反相输出信号、第一输出信号、第二反相输出信号与第二输出信号。
74.所述充放电控制模块包含充电控制电路、蓄电池、放电控制电路、充电电流检测模块、端电压检测模块、功放电路、微控制器模块、放电电流检测模块、人机交互模块、pwm驱动器；
75.所述充电电流检测模块、端电压检测模块、放电电流检测模块分别通过功放电路和微控制器模块连接，用于分别实时检测蓄电池的充电电流、蓄电池内电压、蓄电池的放电电流，已经将采集的电信号上传至微控制器模块；
76.如图5所示，所述功放电路包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第五电容、第六电容、第七电容、第一二极管、第一三极管、第二三极管、第三三极管；
77.所述第一电阻为变阻器，所述第一电阻的滑动端连接第一电容的一端，所述第一电容的另一端分别连接第二电阻的一端、第三电容的一端，第三电阻的一端、第一三极管的基极，所述第三电阻的另一端接地，所述第一三极管的发射极分别连接第五电阻的一端、第四电容的一端，所述第五电阻的另一端、第四电容的另一端均接地；
78.所述第一三极管的集电极分别连接第三电容的另一端、第四电阻的一端、第二三极管的基极；所述第二三极管的发射极连接第五电容的一端，所述第五电容的另一端接地；所述第二三极管的集电极分别连接第二电阻的另一端、第二电容的一端、第六电容的一端、第三三极管的发射极；
79.所述第二电容的另一端分别连接第六电阻的一端、第七电阻的一端，所述第七电阻的另一端分别连接第三三极管的集电极、第七电容的一端，所述第七电容的另一端接地；所述第六电阻的另一端分别连接第一二极管的阳极、第三三极管的基极；所述第一二极管的阴极连接第四电阻的另一端；
80.人机交互模块与微控制器模块连接，用于查看蓄电池的电压状态及充放电电流状态，以及用于设定微控制器参数阈值；
81.所述pwm驱动器分别和微控制器模块、充电控制电路、放电控制电路连接，用于根
据采集的电压及电流参数，进而驱动充电控制电路及放电控制电路场效应管的pwm信号。
82.12v蓄电池在工作过程中端电压在10.5v～14.0v之间变化，单片机ad转换参考电压为5v，因此需要对采样信号进行线性调理。本设计采用阻值为400kq和100kq，精度为 1％的电阻进行分压采样，分压系数k＝0.2。
83.蓄电池充放电电流采用霍尔传感器获取。由于传感器的输出存在2.5v直流偏置，为消除偏置电压，减少单片机转换与计算时间，使用lm358构建差分电路，获取实际的电流转换电压进行ad采样。
84.电路噪声和外界干扰的存在使得ad采样信号中混有各种噪声，为提高采样信号信噪比，本文采用巴特沃斯低通滤波器设计方法设计了通带截止频率为100hz，阻带截止频率为500 hz，输出增益为1的二阶有源低通滤波器对信号进行滤波处理。
85.系统采用pwm方式实现对蓄电池充放电过程的统一管理。根据场效应管的伏安特性可知，在mos管的饱和区，当vgs固定时，vds的变化对ids的影响不大，具有恒流源特性。因此，通过数字pi控制器自适应调整场效应管的栅源电压可以得到设定的恒流输出，实现多段式恒压限流充电管理。放电过程中，蓄电池端电压会从13.1v逐渐下降至工作截止电压10.5 v，使得蓄电池的输出不稳定。因此，采用pwm脉宽调制的方式对直流负载进行供电，使蓄电池稳定输出。
86.为防止由于交流电源断开后蓄电池对开关电源电路反向放电，利用二极管的单向导通特性，通过在回路中串接肖特基二极管mbr20100防止蓄电池逆向放电。同时，考虑到蓄电池接入时可能出现反接，造成电路板元件损坏，设计采用mos管反接保护电路，通过电阻r9 和稳压二极管d2提供场效应管的栅源电压。当蓄电池反接时，栅源电压vgs＝0，场效应管截止，充电回路被断开.
87.所述cmos图像传感器选用omnivision公司0v5640摄像头，其为500万像素级别cmos 图像传感器，支持分辨率可达2k级别，能输出多种图像格式数据。cmos图像传感器系统采用了sp0828 cmos芯片作为图像传感器。sp0828是一款完整的1/13英寸qvga格式coms图像传感器芯片。它支持rgb565、yuv422、raw bayer、format图像格式，最高像素为240
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320，最高帧速率为30帧/s，能够满足物联网传感节点图像采集的要求。sp0828可工作在3 种模式下：普通sensor、emi、spi；3种模式的选择可通过i2c总线控制内部可编程功能寄存器来实现。该系统采用spi模式，rgb565格式图像输出.
88.所述多路复用开关型号为amc4601。系统控制核心选用的芯片是xilinx公司spartan6 系列芯片xc6slx45，第六代spartan系列产品spartan6 fpga基于公认的低功耗45nm、9
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金属铜层、双栅极氧化层工艺技术，提供了高级功耗管理技术、150000个逻辑单元、硬核 dram存储器以及多种ip等，是xlinx公司应用最为广泛、技术非常成熟的一个fpga系列。 fpga主控模块主要完成摄像头的配置及视频数据获取、ddr3
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sdram数据的存取以及hdmi接口芯片的配置以及视频数据发送，其硬件电路还包括供电电路、复位电路、晶振电路、下载电路和配置spi flash电路
89.所述数据存储模块选用micron公司4 gbit容量ddr3
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sdram存储芯片mt41j256m16ha
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125 作为缓存介质。为了解决高速大容量视频数据的缓存问题，此系统选用micron公司4 gbit 容量ddr3
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sdram存储芯片mt41j256m16ha
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125作为缓存介质。a0～a14为地址总线，b0～b3 为bank地址，fpga通过控制地址总线和bank地址就能控制数据在
ddr3
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sdram中的存储位置；d0～d15为数据总线，与fpga并行连接；clk
‑
n和clk
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p为差分时钟输入端口，本系统中设定时钟频率为312.5mhz；fpga通过列地址选择信号(cas)、行地址选择信号(ras)、写使能信号(we)对ddr3
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sdram进行读写控制，通过控制odt使能片内电阻优化性能来防止数据线中断反射；dqs为ddr3
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sdram与控制器之间的同步信号，其为双向信号，当写入数据时，其由控制器发出，当读取数据时，其由存储器发出；dm为数据屏蔽信号。由于spartan6系列fpag只有bank1和bank3有mcb硬核，在本系统中选择fpga中bank3与ddr3
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sdram连接，端口电压标准为1.5v，且在fpag ucf中，需要设定io标准为sstl15_ii。
90.本技术领域技术人员可以理解的是，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。
91.以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。上面对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。
92.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽
93.管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。