基于gps和单片机的智能线路巡检管理系统

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1、万方数据《电工技术杂志》2004年第9期·毒力毫气·基于GPS和单片机的智能线路巡检管理系统郑三立1张锦孚2周仲晖2李正强2谢太行2(1北京交通大学电气学院1000442．深圳殷圉科技发展有限公司518028)摘要阐述了一种新型电力线路巡检管理系统的结构和设计。该系统基于全球定位系统、一体化手持巡检器和计算机网络技术，前端采用手持机，后台采用基于浏览器／服务器结构的管理系统．可实现线路巡检的信息化和智能化管理。其中一体化手持巡检器基于单片机和GPS模块，并采用复杂可编程逻辑芯片进行硬件逻辑控制，与基于掌上电脑的手持机相比，专用性更强，性价比更高。关键

2、词线路巡检全球定位系统单片机复杂可编程逻辑芯片1引言线路巡检管理是有效保证电力输配电线路及其设备安全稳定运行的一项基础工作。传统的巡检监督管理方法难以有效监督巡检人员，导致经常出现由于巡检不到位、处理不及时而引发的线路事故。因此，现场迫切需要一种实用、方便、有效的线路巡检管理系统⋯。近年来出现一些比较先进和智能化的线路巡检管理系统。它们通过在杆塔上安装信息钮、信息螺栓或条形码等自动识别器件，后台采用计算机进行集中管理，以有效杜绝人为因素影响，有利于及时、客观地考核巡检人员的工作-1。J。但仍存在以下局限性：①安装较为复杂，而且长期暴露在野外，容易遭到

3、损坏。②填写缺陷票仍由巡检人员现场手工完成，费时、费力且缺陷票填写内容不规范。本文阐述由基于GPS和单片机的一体化手持巡检器(简称手持机)和基于网络技术的后台管理系统组成的智能线路巡检管理系统的原理、结构和设计方案。本系统可有效克服上述系统的局限性，实现巡线管理的信息化、网络化和智能化，提高巡检工作效率，保障线路安全运行。2系统结构本系统由前端手持机和后台管理系统两大部分组成，其中后台管理系统采用基于浏览器／服务器(Browser／Server)的三层体系结构。图1为系统的总体结构图。巡检人员带着手持——54一机对线路进行巡检，并将缺陷数据记录在手持

4、机中。回来后手持机通过串口或USB接口与管理机(即客户浏览端)进行通信，客户浏览端又通过IP协议与WEB服务器进行通信，WEB服务器与数据库服务器直接进行数据交互，最终实现手持机和后台管理系统的数据交换和巡检信息的存储与查询。后台管理系统还能通过本地或远程通信方式，实现与现有信息管理系统(如MIs)的网络互联和信息共享。幽1系统构成圈手持机是专门研发的集成单片机和GPS模块的一体化专业手持巡检器。GPS全球定位系统是美国建成的具有海、陆、空全方位实时三维导航与定位能力的新一代卫星导航与定位系统。它由24颗GPS卫星、地面控制站和GPS卫星信号接收器组

5、成。只要拥有能够接收、跟踪、变换和测量万方数据基于GPS和单片机的智能线路巡检管理系统《电工技术杂志》2004年第9期GPS信号的设备(即GPS卫星信号接收器)，就可解译出GPS卫星所发送的导航电文，实时计算出用户点的三维位置、三维速度和时间信息。手持机中的GPS模块就是一个12通道的GPS卫星信号接收器。3系统功能本系统应用于线路巡检工作，主要分为基准定位和日常巡检两大工作流程。前端手持机和后台管理系统相互配合，可有效完成这两大流程所要求的全部工作。3．I基准定位流程只有测定杆塔基准位置后，才能进行正常的巡线工作。在进行巡线管理之前，要先利用手持机

6、完成杆塔基准定位。基准定位的整个流程如图2所刀io制订基准定位任务选择基准定位任务数据下载至手持机匪窭卜1I麓统卜霍翟刊l皇苎查生lI后台管理系统ll苎兰星望I图2基准定位流程3．2El常巡检流程巡检人员到达巡检地点后，利用手持机自动获取所在的地理位置和当前时间信息，并与数据库中原始杆塔定位信息进行比较，以确定正确的巡视对象和选择合适的观察位置，并将现场目击的线路和设备的缺陷情况详细记录在手持机中。手持机与后台管理系统进行通信，将所记录的现场巡视数据自动导人后台管理系统的数据库。后台管理系统会根据巡视人员所传人的数据进行集中处理，生成巡视记录和设备缺

7、陷数据，并将这些数据按需要转发至其他信息管理系统。日常巡检的整个流程如图3所示。3．3手持机功能手持机为前端信息采集和处理平台，包括三个主要功能：基准定位、巡线操作和数据通信。基准定位就是利用手持机完成杆塔的基准定位。巡线操作是在日常巡检流程中，利用手持机自动获取位置和时间信息，并将线路和设备的缺陷情况记录在手持机中。数据通信是指与后台管理系统的数据交换，包括接受后台管理系统下达的定位和巡线任务以及上传巡检数据等。制订l-一选择L一下载至巡线计划ll巡线线路ll手持机早持机巡线定位慧竺享lJi：蓑薹H熹篡H毒戮UL和发布广

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10、：：；输广图3日常巡检流程3．4后台管理系统功能后台管理系统是IMS的数据汇集和处理中枢，基本功能包括：系统