用于输电线路的数据控制装置的制作方法

文档序号:12568919阅读:610来源:国知局

本实用新型属于输电线路监测设备领域,具体涉及一种用于输电线路的数据控制装置。



背景技术:

由于输电线路终年暴露在野外,要遭受自然天气、自然灾害甚至人为损坏等侵害,输电线路的安全运行受到严重威胁。对输电线路进行运行状态及周围环境变化巡视(发现设备故障和危及输电线路安全的隐患)以及检修维护是保障输电线路安全运行的必然手段。目前对输电线路的监测方式主要有人工巡线和直升机巡线。输电线路长且分布环境复杂,人工巡线和直升机巡线难度大,周期长,因恶劣天气下无法进行巡线监测导致时效性差。

近几年,通信技术和传感技术的发展使得输电线路网上监测成为可能。输电线路网上监测是通过电子设备采集监测图片,监测信息再通过传输网络传输至监控后台,监控后台根据监测信息判断输电线路及周围环境变化情况。目前可采用能够实现视频数据传输的用于输电线路的数据控制装置进行监控,从而克服传统的采用人工巡线或者空中巡线等方式会因天气或地形难以随时开展的缺点。目前的用于输电线路的数据控制装置,包括控制单元、数据处理单元、供电模块、数据采集模块、数据传输模块、以太网网卡、外接口模块,所述供电模块、数据处理单元、数据采集模块、数据传输模块、以太网网卡、外接口模块分别与控制单元通过电线相连,并且所述数据处理单元、数据采集模块、数据传输模块、以太网网卡、外接口模块还分别与控制单元通过信号线相连,所述数据处理单元与数据采集模块通过信号线相连。上述用于输电线路的数据控制装置在使用过程中存在以下问题:首先,现有的数据控制装置的数据处理单元、数据采集模块、数据传输模块、以太网网卡、外接口模块以及控制单元自从设备安装过后开始就始终处于运行状态,而对于输电线路的监控并不是连续的,而是间断性,即数据控制装置只需间歇性的采集输电线路的视频数据然后传送给监控后台即可,这就使得数据控制装置绝大数时间都处于空闲状态,但是数据控制装置却一直在运行,导致数据控制装置功耗较大,对于供电电源的要求较高,导致其实用性较差;其次,由于输变电线路并不仅仅存在地理环境的问题,其本身还处于高压的电场强度中,在高压输变线附近,存在相线与地之间的高压电场,电场会在置于其中的一定长度的金属件两端形成压差,如系统过长的导线,系统很长的地线上易形成静电和感应电,为了使设备能不受感应电影响,有一种办法是接地,但杆塔自身也同样存在压差,要实现接地很困难;因此现有的用于输电线路的数据控制装置在该环境中极易受到干扰,从而造成采集的数据失真,导致使用时的稳定性无法得到保障。



技术实现要素:

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种能够降低功耗、提高实用性的用于输电线路的数据控制装置。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案为:该用于输电线路的数据控制装置,包括控制单元、数据处理单元、供电模块、数据采集模块、数据传输模块、以太网网卡、外接口模块,所述供电模块、数据处理单元、数据采集模块、数据传输模块、以太网网卡、外接口模块分别与控制单元通过电线相连,并且所述数据处理单元、数据采集模块、数据传输模块、以太网网卡、外接口模块还分别与控制单元通过信号线相连,所述数据处理单元与数据采集模块通过信号线相连,还包括自带硬件协议栈具有休眠功能的W5500网口芯片,所述W5500网口芯片与控制单元之间分别通过电线和信号线相连。

进一步的是,所述控制单元与数据采集模块之间的电线上设置有隔离电压为3000V的隔离输出DC-DC模块,所述控制单元与数据传输模块之间的电线上设置有隔离电压为3000V的隔离输出DC-DC模块,所述控制单元与供电模块之间的电线上设置有隔离电压为3000V的隔离输出DC-DC模块,所述控制单元与外接口模块之间的电线上设置有隔离电压为3000V的隔离输出DC-DC模块,所述控制单元与以太网网卡之间的电线上设置有隔离电压为3000V的隔离输出DC-DC模块,所述控制单元与数据处理单元之间的电线上设置有隔离电压为3000V的隔离输出DC-DC模块,所述控制单元与W5500网口芯片之间的电线上设置有隔离电压为3000V的隔离输出DC-DC模块;所述控制单元与数据采集模块之间的信号线上设置有隔离变压器,所述数据采集模块与数据处理单元之间的信号线上设置有隔离变压器,所述控制单元与数据传输模块之间的信号线上设置有隔离变压器,所述控制单元与外接口模块之间的信号线上设置有隔离变压器,所述控制单元与以太网网卡之间的信号线上设置有隔离变压器,所述控制单元与数据处理单元之间的信号线上设置有隔离变压器,所述控制单元与W5500网口芯片之间的信号线上设置有隔离变压器。

进一步的是,所述隔离变压器为HR911105A变压器。

进一步的是,所述控制单元为STM32F103RF单片机。

进一步的是,所述数据处理单元为ARM920T处理器。

进一步的是,所述外接口模块包括RS485接口、RS232接口、Zigbee模块和WiFi模块。

进一步的是,所述数据传输模块包括依次相连的交换机、网桥、路由器。

进一步的是,所述数据采集模块为多个摄像机。

本实用新型的有益效果是:该用于输电线路的数据控制装置通过设置自带硬件协议栈具有休眠功能的W5500网口芯片,当数据控制装置在无任务时期,通过W5500网口芯片预设的时间给控制单元发送控制指令使其控制所有供电都断开使数据控制装置停止运行,并使控制单元和W5500网口芯片进入低功耗休眠模式,达到预设的恢复时间及时苏醒,使控制单元开始工作,接通所有供电,整个数据控制装置可以运行,通过W5500网口芯片使得数据控制装置在任务期间运行,在无任务时期休眠,大大降低了对供电电源的要求,提高了数据控制装置的实用性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1是本实用新型所述用于输电线路的数据控制装置的结构框图;

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示,该用于输电线路的数据控制装置,包括控制单元、数据处理单元、供电模块、数据采集模块、数据传输模块、以太网网卡、外接口模块,所述供电模块、数据处理单元、数据采集模块、数据传输模块、以太网网卡、外接口模块分别与控制单元通过电线相连,并且所述数据处理单元、数据采集模块、数据传输模块、以太网网卡、外接口模块还分别与控制单元通过信号线相连,所述数据处理单元与数据采集模块通过信号线相连,还包括自带硬件协议栈具有休眠功能的W5500网口芯片,所述W5500网口芯片与控制单元之间分别通过电线和信号线相连。该用于输电线路的数据控制装置的工作原理如下:供电模块给控制单元供电,控制单元将电流转换后分别给数据处理单元、数据采集模块、数据传输模块、以太网网卡、外接口模块供电,数据采集模块进行输变电线路的相关数据采集,将采集到的信号通过数据处理单元处理后,再传送给控制单元进而通过数据传送模块发送回去,该用于输电线路的数据控制装置由于设置了自带硬件协议栈具有休眠功能的W5500网口芯片,当数据控制装置在无任务时期,通过W5500网口芯片预设的时间给控制单元发送控制指令使其控制所有供电都断开使数据控制装置停止运行,并使控制单元和W5500网口芯片进入低功耗休眠模式,达到预设的恢复时间及时苏醒,使控制单元开始工作,接通所有供电,整个数据控制装置可以运行,通过W5500网口芯片使得数据控制装置在任务期间运行,在无任务时期休眠,大大降低了对供电电源的要求,提高了数据控制装置的实用性。

在上述实施方式中,所述控制单元与数据采集模块之间的电线上设置有隔离电压为3000V的隔离输出DC-DC模块,所述控制单元与数据传输模块之间的电线上设置有隔离电压为3000V的隔离输出DC-DC模块,所述控制单元与供电模块之间的电线上设置有隔离电压为3000V的隔离输出DC-DC模块,所述控制单元与外接口模块之间的电线上设置有隔离电压为3000V的隔离输出DC-DC模块,所述控制单元与以太网网卡之间的电线上设置有隔离电压为3000V的隔离输出DC-DC模块,所述控制单元与数据处理单元之间的电线上设置有隔离电压为3000V的隔离输出DC-DC模块,所述控制单元与W5500网口芯片之间的电线上设置有隔离电压为3000V的隔离输出DC-DC模块;所述控制单元与数据采集模块之间的信号线上设置有隔离变压器,所述数据采集模块与数据处理单元之间的信号线上设置有隔离变压器,所述控制单元与数据传输模块之间的信号线上设置有隔离变压器,所述控制单元与外接口模块之间的信号线上设置有隔离变压器,所述控制单元与以太网网卡之间的信号线上设置有隔离变压器,所述控制单元与数据处理单元之间的信号线上设置有隔离变压器,所述控制单元与W5500网口芯片之间的信号线上设置有隔离变压器。通过在各个电子元器件之间的电线上设置隔离电压为3000V的隔离输出DC-DC模块,在各个电子元器件之间的信号线上设置隔离变压器,能够将数据控制装置中的单个电子元器件、信号耦合或者共地线单独隔离开来,避免感应电形成回环让设备无法正常工作,以此达到稳定工作的目的,使得用于输电线路的数据控制装置避免在高压环境中受到的信号干扰,稳定性较好。

为了提高隔离效果,所述隔离变压器优选为HR911105A变压器。HR911105A变压器价格便宜,隔离效果也较好。

为了使控制效果较好,所述控制单元优选为STM32F103RF单片机。同时,为了提高数据处理的速度和准确性,所述数据处理单元优选为ARM920T处理器。

为了满足实际情况中各种接口的需要,所述外接口模块包括RS485接口、RS232接口、Zigbee模块和WiFi模块,上述四个接口模块涵盖了目前绝大数通用的接口模块,满足了工业设计的需要。

为了提高数据传输的效率和准确性,所述数据传输模块包括依次相连的交换机、网桥、路由器。

再者,所述数据采集模块可以是现有的各种图片、图像采集设备,作为优选的,所述数据采集模块为多个摄像机。

所述电源模块为多组蓄电池,蓄电池上还连接有风光互补控制器,所述风光互补控制器上连接有光伏发电组件和风力发电组件。

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