变电设备仪表抄录用智能微拍终端的制作方法

1.本发明涉及一种微拍终端，具体涉及变电设备仪表抄录用智能微拍终端。


背景技术：

2.由于变电站的电压等级高、占地面积大以及变电站中的设备结构复杂，因此巡视任务繁重且人工巡视风险高。因此，为了提升对变电站中设备状态的感知以及及时发现设备缺陷的能力，降低对变电站内特高压主变设备和高抗设备的事故异常检查的人工巡视风险，保障运维人员的人身安全，可以通过利用互联网、大数据、人工智能、5g 物联网等技术手段，在变电站内使用巡视机器人和摄像设备代替人工巡视，完成对变电站内设备的巡视工作，实现对设备故障异常的综合联动和科学研判，全面保障电网设备的安全稳定运行。
3.通过先进技术手段，可以对变电站的设备构建多维度立体式的设备状态评估全息画像，实现精准运维、精准检修的策略调整优化，推动变电站数字化建设，助力支撑能源互联网业态下的多元融合高弹性电网建设。


技术实现要素：

4.本发明所要解决的技术问题是变电站日常设备巡检中，往往采用人工或者机器人巡检的方式进行抄表，但是人工抄表效率低，机器人巡检受到轨道和续航限制无法实现全面、实时抄录，本项目拟研制无源无线智能微拍终端(以下简称简称终端)，微拍终端和微拍边缘计算设备两种设备协同合作完成抓拍仪表的图像并通过标准化通信协议上传至后台，从而实现远程抄表，降低了抄表的成本。，目的在于提供变电设备仪表抄录用智能微拍终端，解决上述的问题。
5.本发明通过下述技术方案实现：
6.变电设备仪表抄录用智能微拍终端，采用多核架构的硬件平台，所述硬件平台内搭载linux操作系统，所述硬件平台与usb摄像头进行数据交互，硬件平台还与sd卡、低功耗mcu和电源控制模块进行交互，通信出现异常时终端可将数据保存在本地的sd卡上，待通讯恢复正常后补传历史数据，所述低功耗mcu调用通信单元把数据交给无线汇聚节点或后台服务器。
7.微拍终端采用多核架构的硬件平台，搭载轻量化的linux操作系统，其性能强大、多媒体功能丰富。通信出现异常时终端可将数据保存在本地的sd卡或emmc芯片上，待通讯恢复正常后可补传历史数据。底层硬件通过800万像素usb高清摄像头采集图像数据，通过多媒体驱动将数据流存储为jpeg文件，最终通过主控单元调用通信单元把数据交给无线汇聚节点或后台服务器。微拍终端自身具备一定的数据暂存能力，可在无线通信网络出现问题时及时保存采集到的表计图像数据，待网络恢复正常时补充历史数据。无图像漏拍情况。
8.进一步地，所述低功耗mcu与电源控制模块连接，电源控制模块和低功耗mcu同时与微功率无线模块进行交互，通过loratm扩频调制技术进行信号的接收和发送。
9.进一步地，loratm扩频调制技术采用lora半双工通讯，lora半双工通讯为自动通
信控制，通过自动通信控制在接收，发射，休眠模式自动切换。
10.进一步地，所述linux操作系统内置32mddr1，芯片采用qfn封装，在wifi station模式下播放音乐的功率为0.5w内置i2s、spdif、codec音频接口支持全格式音频解码。
11.进一步地，所述低功耗mcu集成低功耗比较器和嵌入式eeprom，还内置有16位adc、双通道dac和硬件加密模块，能够在超低功耗模式下运行通信。
12.进一步地，所述usb摄像头通过800万像素usb高清摄像头采集图像数据通过多媒体驱动将数据流存储为jpeg文件，最终通过主控单元调用通信单元把数据交给无线汇聚节点或后台服务器。
13.进一步地，所述电源控制模块具备对电源的远程手动、自动控制功能，在预设条件或远程指令控制下开启和关闭图像采集单元供电电源，并根据系统有效电量进行数据采集，实现电源分级管理。
14.本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
15.1、本发明变电设备仪表抄录用智能微拍终端，微拍终端自身具备一定的数据暂存能力，可在无线通信网络出现问题时及时保存采集到的表计图像数据，待网络恢复正常时补充历史数据。无图像漏拍情况；
16.2、本发明变电设备仪表抄录用智能微拍终端，内置其它一些增值特性，例如16位adc(硬件过采样)、双通道dac、硬件加密、能够在超低功耗模式下运行的通信外设，实现了集成特性、高性能与超低功耗之间的完美平衡；
17.3、本发明变电设备仪表抄录用智能微拍终端，支持设置lora无线汇聚节点地址、节点端口、本机地址编码等参数，可通过本地调试接口，支持远程进行调试及参数配置；具备对自身工作状态的采集、存储、处理、通信管理与自检测功能；运行出现故障时，能启动相应措施恢复正常运行。
附图说明
18.此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本技术的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：
19.图1为本发明微拍终端系统框图；
20.图2为本发明图像数据采集原理图；
21.图3为本发明linux核心模块框图。
具体实施方式
22.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
23.实施例
24.如图1～3所示，本发明变电设备仪表抄录用智能微拍终端，采用多核架构的硬件平台，所述硬件平台内搭载linux操作系统，所述硬件平台与usb摄像头进行数据交互，硬件平台还与sd卡、低功耗mcu和电源控制模块进行交互，通信出现异常时终端可将数据保存在本地的sd卡上，待通讯恢复正常后补传历史数据，所述低功耗mcu调用通信单元把数据交给
无线汇聚节点或后台服务器。
25.微拍终端通过无线lora接入站端无线汇聚节点，经汇聚节点或直接经过网络将数据传输物联管理平台。微拍终端将所采集的图片信息能够同步传输至汇聚节点进行数据存储，并接收无线汇聚节点下发短视频录制命令进行短视频录制。
26.其中的微拍终端具备对电源的远程手动、自动控制功能，可在预设条件或远程指令控制下开启和关闭图像采集单元供电电源，并根据系统有效电量合理进行数据采集，实现电源分级管理；支持设置lora无线汇聚节点地址、节点端口、本机地址编码等参数，可通过本地调试接口，支持远程进行调试及参数配置；具备对自身工作状态的采集、存储、处理、通信管理与自检测功能；运行出现故障时，能启动相应措施恢复正常运行；采集电源电压等工作状态数据；可向不同汇聚节点推送数据；与汇聚节点通信协议满足q/gdw12021标准的技术要求，且数据传输格式符合《输变电设备物联网传感器数据规范》要求；数据上传为1次/天。支持数据检测与异常报警功能；支持定时高清图像采集，受控短视频拍摄；
27.摄像头单元参数：镜头尺寸：1/2.0”；阵列尺寸：3840x2160；像素大小：2.0μmx2.0μm；像素：800万；接口：usb；焦距/efl：3.47mm；光圈/f.:f/2.1；可视角度：70
°
；失真度：《-23％。无线lora参数基于loratm扩频调制技术；基于《输变电设备物联网微功率无线网通信协议》(适用于微功率传感器)、《输变电设备物联网节点设备无线组网协议》(适用于低功耗传感器)；lora半双工通讯，自动通信控制；et102系列支持470mhz频段，et103系列支持2.4ghz频段；微功率发射；休眠电流≤3ua；接收灵敏度高达-148dbm；接收，发射，休眠模式自动切换；嵌套式屏蔽盖保护，增加抗干扰性能。
28.linux核心模块参数：内置32mddr1，芯片qfn封装,便于生产核心板(cpu nor wifi)在wifi station模式下播放音乐的功率约0.5w内置i2s、spdif、codec等丰富音频接口支持全格式音频解码。cpu：arm926ej-s；内存：sip ddr1，sd2.0，emmc4.41；显示输出：cpu/rgb lcd，cvbs output；视频处理：支持1080p@30fpsh.264,mpeg 2/4解码支持720p@30fps mjpeg解码；boot devices：spi nand flash，spi nor flash，sd card，usb；网络：usb2.0 otg，sd cardv2.0，spi，twi，rsb and uart。
29.所述低功耗mcu与电源控制模块连接，电源控制模块和低功耗mcu同时与微功率无线模块进行交互，通过loratm扩频调制技术进行信号的接收和发送。loratm扩频调制技术采用lora半双工通讯，lora半双工通讯为自动通信控制，通过自动通信控制在接收，发射，休眠模式自动切换。mcu采用集成了低功耗比较器、嵌入式eeprom。内置其它一些增值特性，例如16位adc(硬件过采样)、双通道dac、硬件加密、能够在超低功耗模式下运行的通信外设，实现了集成特性、高性能与超低功耗之间的完美平衡。
30.所述linux操作系统内置32mddr1，芯片采用qfn封装，在wifi station模式下播放音乐的功率为0.5w内置i2s、spdif、codec音频接口支持全格式音频解码所述低功耗mcu集成低功耗比较器和嵌入式eeprom，还内置有16位adc、双通道dac和硬件加密模块，能够在超低功耗模式下运行通信。
31.所述usb摄像头通过800万像素usb高清摄像头采集图像数据通过多媒体驱动将数据流存储为jpeg文件，最终通过主控单元调用通信单元把数据交给无线汇聚节点或后台服务器。所述电源控制模块具备对电源的远程手动、自动控制功能，在预设条件或远程指令控制下开启和关闭图像采集单元供电电源，并根据系统有效电量进行数据采集，实现电源分
级管理。
32.以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。