基于電網行業巡檢無人機智能地面監控系統研究

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引言

由于我國電網規模的不斷擴大，電網運行的安全性和可靠性都在受到各種外部因素的影響和挑戰。常規的人工巡檢工作作業效率不高，并且負荷也比較高，容易耗費比較多的成本，對于巡檢人員的安全性也會產生不利影響，因此需要采用先進的技術來對其進行改善和優化，做好相關的設計研究，從而實現監控系統的智能化發展，進一步的促進系統工作效率的有效提升。

一、電力巡檢無人機智能地面監控系統研究現狀與關鍵技術

(一)研究現狀。我國目前電網行業中的巡檢無人機智能地面監控系統的相關研究已經越來越多，主要是將無人機地面站位主要的基礎來實現對輸電線路的智能化巡和監控。這項技術已經在我國的很多領域當中都有廣泛的應用，已經從根本上實現了工作效率的提升。對無人機的安全性和穩定性進行提升是各個行業都需要關注到問題，我國在經過不斷的研究和發展會后，已經研制出了以狀態檢測與數據為基礎核心的無人機地面站系統，能夠幫助無人機進行有效的監測。

(二)關鍵技術。對于當前階段的電網行業中的無人機智能地面監控系統來，它的關鍵技術應用是比較廣泛的，是對系統智能化水平進行有效保證的重要內容。具體來說，關鍵技術所包含的內容主要有以下幾個方面的內容：一是分析功能需求，并且與當前的實際需要求和情況來對整體的系統性方案進行設計，并且對各個部分系統的功能的進行明確；二是對規劃任務要進行合理的計算，尤其是要針對實際的任務需求來對有效的跟蹤控制算法進行利用；三是建立起完整化的巡檢環境模型，進而為后續的任務規劃奠定好相關的基礎。

二、智能化地面監控系統的設計與實現

(一)硬件設計

1.地面站系統操作臺分析。對于智能化地面監控系統來說，它的主要操作平臺會包括著PC機與箱體，在開展具體的工作運行時，經常會受到各種外部因素的影響，因此對于整體的操控平臺來說，它必須要具備幾個方面的重要性能。首先是平臺需要就具備良好的耐碰撞性能，避免在運輸和安裝的過程中受到碰撞和摔落的影響；其次，需要具有良好的的耐溫能力，因為容易受到電力線路自身性質的影響，并且經常需要在不同的環境中進行工作，比較容易導致相關設備老化影響，進而降低使用壽命；最后，要具有良好的防水功能，避免相關的設備受到雨水和灰塵等的侵害，做好防水可以讓其在野外環境中更好的運行。

2.觀測臺與視頻接收站分析。對于無人機來說，在進行運行的過程中需要對相關輸電線路的巡檢工作進行關注，這就要求相關的無人機來對畫面進行有效的拍攝，并且還要對畫面的時效性進行有效的保證，通過利用這樣的方式來實現對線路的有效檢測。總體來說，對于觀測臺和視頻接收站進行分析是非常重要的內容，要對相關畫面傳輸和監測的高效性進行保證，并且要將相關的數據輸送到視頻接收站，進而更好的滿足當前的工作需求。

3.無線數據傳輸電臺分析。對無線數據傳輸電臺來說，它主要是指地面站與無人機的數據傳輸交流媒介，主要是對該媒介進行有效的利用來實現對相關指令的遙控和數據的交流和傳輸，進而更好的提升數據的通信效率。

(二)軟件設計

1.功能模塊。所謂的無線通信模塊指的就是巡檢無人機飛行器與地面操控模塊的數據交互模塊。在對無人機飛行器進行控制的時候，主要是對無線數據傳輸模塊進行利用，通過接收控制指令的方式來實現操縱。系統啟動之后一般是先對無人機無人機飛行器與地面操控進行關注，然后對模塊之間的無線數據通信正常情況進行關注，如果保持在正常通信的狀態，就會在等待地面操控模塊控制指的過程中向操縱模塊來發出應答的信息，在完成應答信息的確認之后會繼續進行后續的數據傳輸活動。對于無人機系統來說，在開展電力巡檢作業的過程中，首先是指定好巡檢的目標，在輸入無人機飛行器需要巡檢的作業路徑和任務返回路徑之后，在數據通信的過程中就會將信息傳輸到無人機當中，無人機飛行器會根據情況做好實時路徑的調整，并且會對實時位置進行回傳。當無人機到達電力巡檢的熱點區域的時候，一般會將電力巡檢任務類別和實時的位置信息作為主要的依據來實現對目標的有效鎖定，然后通過對巡檢目標的影像信息進行采集，利用無線通信模塊來將其回傳到地面操控系統當中，實施后續的故障檢修的操作。完成巡檢任務之后，無人機會按照預定的返回路徑回到指定的位置當中。

2.通信協議。對于電力巡檢無人機飛行器與地面操控系統之間的無線傳輸來說，它主要是采用了全雙工的通信模式，這種模式能夠同時接收無人機飛行器遙測數據和控制指令，在很大程度上對數據通信的穩定性進行了有效的提升，并且也與巡檢任務的執行安全性有著重要的關系。

3.監視操作窗口。將上述各個模塊的工作流程和通信協議作為基礎來進行軟件開發，并且做到與無人機巡檢任務控制算法相結合，進而實現對無人機監控界面窗口的設計。

結語

綜上所述，在對電力巡檢無人機智能地面監控系統進行設計和研究的過程中，需要將當今時代的發展潮流作為主要的基礎，對其未來的發展趨勢進行明確，并且做好相關技術的研究和應用，進一步的完善巡檢無人機的完全智能監控。雖然目前的研究中還存在一定的不足，但是只要不斷的創新和發展，就一定能對巡檢無人機的智能水平進行更好的提升。