無人值守變電站遙視系統(tǒng)【文獻(xiàn)綜述】

1、<p><b>　　畢業(yè)論文文獻(xiàn)綜述</b></p><p><b>　　電氣工程及自動(dòng)化</b></p><p>　　無人值守變電站遙視系統(tǒng)</p><p>　　摘要：變電站遙視系統(tǒng)，又被人們稱作變電站遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)。它是運(yùn)用了多種跨領(lǐng)域技術(shù)的一種興起的自動(dòng)化系統(tǒng)，通過網(wǎng)絡(luò)通信、計(jì)算機(jī)、視頻編解碼等等技術(shù)來設(shè)計(jì)采

2、集終端將變電站將實(shí)時(shí)現(xiàn)場(chǎng)圖像進(jìn)行運(yùn)輸?shù)胶笈_(tái)。通過后臺(tái)，工作人員可以對(duì)變電站的周遭環(huán)境進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)視，以確保變電站的安全運(yùn)行與生產(chǎn)。</p><p>　　關(guān)鍵詞：無人值守變電站；遙視系統(tǒng)；遠(yuǎn)程監(jiān)控</p><p><b>　　1．引言</b></p><p>　　這幾年以來，隨著偷竊電力、破壞電力設(shè)施等犯罪行為的興起嚴(yán)重防礙了輸配電等電力活動(dòng)的正

3、常運(yùn)作，不但給國(guó)家公共造成了極其嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失，而且阻礙了我們的日常生活的正常進(jìn)行。變電站作為是關(guān)系著整個(gè)地區(qū)正常電力供應(yīng)的電力系統(tǒng)的“心臟”，我們必須采取有效的計(jì)劃方案確保它的正常運(yùn)作。以前，在設(shè)計(jì)無人值守變電站的時(shí)候，電力系統(tǒng)基本具備的技術(shù)只有遙調(diào)、遙控等能力，無法直接勘察現(xiàn)場(chǎng)周圍的環(huán)境，導(dǎo)致變電站現(xiàn)場(chǎng)頻頻發(fā)生的意外，比如火災(zāi)、盜竊等等。遠(yuǎn)程監(jiān)視的提出保證了現(xiàn)場(chǎng)意外可以得到及時(shí)有效處理。它不僅可以實(shí)現(xiàn)變電站現(xiàn)場(chǎng)無人值班，而且可以讓一

4、人在后臺(tái)監(jiān)控多個(gè)變電站，大大節(jié)省人力費(fèi)用開銷[1]。 </p><p>　　遙視系統(tǒng)又稱遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，所謂“遙視”就是通過遠(yuǎn)處現(xiàn)場(chǎng)的攝像機(jī)把現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)時(shí)圖像等模擬信息經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)化后，再將其量化與編碼并且上傳到后臺(tái)，在后臺(tái)中心傳輸過來過來的壓縮后的數(shù)據(jù)進(jìn)行視頻解碼后就能看見遠(yuǎn)處現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)時(shí)視頻。它是運(yùn)用時(shí)下最為先進(jìn)的圖像編解碼技術(shù)和通信技術(shù)，集設(shè)備監(jiān)視、圖像采集、閉路電視、圖像監(jiān)視預(yù)報(bào)聯(lián)動(dòng)和視頻圖像壓縮等功能于一體的

5、綜合自動(dòng)化系統(tǒng)，經(jīng)過遙視系統(tǒng)可以在后臺(tái)中心看到變電站現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)時(shí)情景[2]。</p><p>　　2.無人值守變電站遙視系統(tǒng)</p><p>　　2.1遙視系統(tǒng)的發(fā)展</p><p>　　遙視系統(tǒng)的經(jīng)歷了三個(gè)階段的發(fā)展：第一代遙視系統(tǒng)依靠電話撥號(hào)方式或者采用電話專線，由于電話信道寬帶小的原因圖像的編碼只能采用H.261與H.263。但是這種方式由于效果不理想很快就被完

6、全淘汰，視頻質(zhì)量不佳，視頻不流暢；第二代遙視系統(tǒng)采用圖像的傳輸采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)模式的ISDN專線。雖然該方式的推出受到很快電力行業(yè)的推崇，并開始較為廣泛運(yùn)用，不過這種方式不是沒有缺陷，比如次數(shù)較多的圖像壓縮與解壓大大損壞了畫面的質(zhì)量，加上也不太迎合當(dāng)前數(shù)字網(wǎng)絡(luò)化的發(fā)展趨向，因此，第三代遙視系統(tǒng)被很快的研究與推出。三代系統(tǒng)依靠寬帶網(wǎng)絡(luò)與E1信道為媒介進(jìn)行通信，這個(gè)遙視系統(tǒng)實(shí)質(zhì)上是一個(gè)運(yùn)用多項(xiàng)跨領(lǐng)域技術(shù)的多媒體數(shù)字網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)[3-7]。</

7、p><p>　　2.2遙視系統(tǒng)的組成</p><p>　　遙視系統(tǒng)其后臺(tái)稱為調(diào)度監(jiān)控中心（也稱主站系統(tǒng)），其視頻監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)稱為遠(yuǎn)程變電站系統(tǒng)（也稱子站系統(tǒng)），它們通過通信網(wǎng)絡(luò)組合而成，這三者也是構(gòu)成遙視系統(tǒng)的主要三個(gè)環(huán)節(jié)。</p><p>　　遙視子站的職能是用變電站內(nèi)所安裝的攝像機(jī)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)景進(jìn)行拍攝，再經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)采集終端系統(tǒng)進(jìn)行將攝像機(jī)所采的模擬信號(hào)A/D轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號(hào)，

8、然后壓縮編碼，最后將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與數(shù)據(jù)上傳后臺(tái)，并且接收后臺(tái)的反饋信息和執(zhí)行主站的下達(dá)各種命令。子站一般由這幾個(gè)部分組成：其一是采集設(shè)備，也就是攝像機(jī)，它的作用是拍攝周圍的環(huán)境與電氣設(shè)備視頻圖像；其二是視頻編碼器，將攝像機(jī)的圖像信號(hào)進(jìn)行采集和壓縮編碼；其三是信號(hào)傳輸媒介，一般為通訊網(wǎng)絡(luò)，將現(xiàn)場(chǎng)采集來的圖像信號(hào)壓縮編碼后上傳到主站。子站的采集終端設(shè)計(jì)方案將會(huì)在文章后面重點(diǎn)講解。</p><p>　　遙視主站的職能是處置

9、子站上傳信號(hào)、控制以及下達(dá)命令給子站等。在主站可以實(shí)時(shí)監(jiān)控各個(gè)遠(yuǎn)程子站站端的所有動(dòng)態(tài)，也可以對(duì)子站站端的視/音頻信息進(jìn)行存儲(chǔ)或者進(jìn)行回放等功能。工作人員在遙視主站可以隨意選擇遙視子站的任何攝像機(jī)下達(dá)多方面的命令，比如：改變攝像機(jī)的光圈，調(diào)整攝像機(jī)的拍攝角度與位置等。工作人員還可以在遙視主站對(duì)監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)的重要電氣設(shè)備進(jìn)行監(jiān)視，如果現(xiàn)場(chǎng)發(fā)生事故的話可以馬上下達(dá)命令處理與報(bào)警。</p><p>　　2.3遙視系統(tǒng)的圖像壓

10、縮技術(shù)</p><p>　　視頻壓縮編碼技術(shù)是遙視系統(tǒng)的關(guān)鍵所在。之所以這么說是因?yàn)樗鶝Q定傳輸?shù)胶笈_(tái)的視頻質(zhì)量與網(wǎng)絡(luò)適應(yīng)性能力。如果編碼技術(shù)比較落后，那么它傳輸?shù)胶笈_(tái)的圖像質(zhì)量往往比較差、模糊，而且視頻流的數(shù)據(jù)量大容易擁塞網(wǎng)絡(luò)。</p><p>　　第一代遙視系統(tǒng)采用H261或者H263，第二代采用MPEG1和JPEG標(biāo)準(zhǔn)，也有些地方采用非標(biāo)的小壓縮方式，目前第三代遙視系統(tǒng)普遍采用MP

11、EG-4標(biāo)準(zhǔn)（或者H264）[8]。</p><p>　　2.4嵌入式系統(tǒng)簡(jiǎn)介</p><p>　　在智能化的今天，所有電子電器產(chǎn)品總體趨向微型化發(fā)展，常常會(huì)要求把計(jì)算機(jī)控制部分安裝于產(chǎn)品設(shè)備里面而且占有的空間和內(nèi)存盡量的小，所以處理器一般都沒有多少內(nèi)存更是沒有外存空間，而操作系統(tǒng)就被安裝在這有限的ROM里面，這樣的系統(tǒng)人們稱之為嵌入式系統(tǒng)。</p><p>　　從

12、廣義的角度上講，嵌入式系統(tǒng)就是帶有微處理器的專用軟硬件。嵌入式系統(tǒng)通常包括嵌入式微處理器，用于控制它的操作系統(tǒng)以及在操作系統(tǒng)上的應(yīng)用程序，整個(gè)系統(tǒng)需要由不同的硬件、軟件和系統(tǒng)集成商一起協(xié)同合作，才能形成一個(gè)完整的產(chǎn)品。一般主要由：CPU、嵌入式操作系統(tǒng)、應(yīng)用軟件這三個(gè)結(jié)構(gòu)組成[9-12]。</p><p>　　2.5 TMS320DM642芯片簡(jiǎn)介</p><p>　　TMS320DM64

13、2式TI公司生產(chǎn)的一種用于多媒體應(yīng)用的DSP芯片。它的處理功能很強(qiáng)大，又有高度的靈活性和可編程性，同時(shí)外圍具備了非常完整的音頻、視頻和網(wǎng)絡(luò)通信等設(shè)備及接口。</p><p>　　TMS20DM642主要由這些部分組成[13-14]：1，CPU，CPU包括八個(gè)功能單元，兩個(gè)寄存器和八個(gè)功能各異的數(shù)據(jù)通道，；2，3個(gè)VP口 ，它可以配置視頻與音頻輸入端口，也可以與編碼器連接實(shí)現(xiàn)視頻、音頻數(shù)據(jù)輸出；3，一起復(fù)用的HPI

14、、PCI、以太網(wǎng)接口EMAC，它們通過使能端配置可以實(shí)現(xiàn)其中一種或2種接口功能；4，外部存儲(chǔ)器接口EMIF，可以與外圍存儲(chǔ)器連接；5，EDMA，具有64路獨(dú)立通道的增強(qiáng)型直接內(nèi)存訪問控制器；6，多通道帶緩沖串行端口McASP與McBSP 。此外還有16位通用I/O接口、32位通用定時(shí)器等等其他部分。</p><p><b>　　3.總結(jié)</b></p><p>　　無

15、人值班已經(jīng)成為變電站的主要運(yùn)行模式，根據(jù)安全和運(yùn)行的需要，遙視系統(tǒng)在電力應(yīng)用具有重要的現(xiàn)實(shí)意義和必須性。基于嵌入式系統(tǒng)與MPEG-4圖像壓縮技術(shù)的新一代遙視系統(tǒng)即將代替所有第一代和第二代遙視系統(tǒng)成為新一代比較全面和完善的系統(tǒng)。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 朱寧.電力行業(yè)的經(jīng)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)[J].四川大學(xué)學(xué)報(bào),2003,2,18(4

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