阅读说明：本技术 一种无人巡检设备及无人巡检机群系统 (Unmanned inspection equipment and unmanned inspection machine group system ) 是由 段春艳 辛少权 许继源 李颖 赖华景 冯泽君 陈潇跃 连佳生 于 2019-10-10 设计创作，主要内容包括：本发明公开一种无人巡检设备,包括：设备主体和设在所述设备主体上的控制模块、相机模块、无线通讯定位模块、驱动装置、语音模块和供电装置,所述控制模块与所述相机模块、所述无线通讯定位模块、所述驱动装置和所述语音模块连接,所述供电装置为所述控制模块、所述驱动装置、所述语音模块和所述无线通讯定位模块供电；其特征在于,在所述设备主体上还设有与所述控制模块连接用于检测水体浑浊度的水体浑浊度模块。无人巡检设备采用无人机漂浮式巡检,同时搭载相机模块、水体浑浊度模块、语音模块对目标水上光伏电站进行自主巡检,完成检测和驱鸟等任务。本发明还提供一种无人巡检机群系统。(The invention discloses an unmanned inspection device, which comprises: the device comprises a device main body, and a control module, a camera module, a wireless communication positioning module, a driving device, a voice module and a power supply device which are arranged on the device main body, wherein the control module is connected with the camera module, the wireless communication positioning module, the driving device and the voice module, and the power supply device supplies power to the control module, the driving device, the voice module and the wireless communication positioning module; the device is characterized in that the device main body is also provided with a water body turbidity module which is connected with the control module and is used for detecting the water body turbidity. Unmanned patrol and examine equipment adopts unmanned aerial vehicle to float the formula and patrols and examines, carries on camera module, water turbidity module, voice module simultaneously and independently patrols and examines to target photovoltaic power plant on water, accomplishes tasks such as detection and bird repellent. The invention also provides an unmanned inspection machine group system.)

一种无人巡检设备及无人巡检机群系统

技术领域

本发明涉及光伏电站技术领域，尤其涉及一种水上光伏电站的无人巡检设备及无人巡检机群系统。

背景技术

目前陆地光伏电站装机量十分庞大，对于地面电站的光伏运维及检测设备也越来越多，包括自动化、手持及附加类的检测模块，可以说对于地面电站的巡检技术已经十分成熟。如今，光伏电站安装趋向于水上，包括淡水及海水。然而对于水上光伏电站的巡检目前提出的方案大多采用无人机进行巡检，但无人机巡检存在诸多问题，包括需要人为操控，且需要专业飞手，检测设备也需要搭载在无人机上，增大无人机总体重量的同时无人机的续航能力也随之降低，且需要间断式的补充电量或更换电池，故此对于无人机的要求甚高，其效率也不容乐观。因此，水上光伏电站存在巡检方案少、难度大且存在无人机巡检效率不高、飞禽筑巢歇息等诸多问题。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种节能环保且自动化程度高的用于巡检水上光伏电站的无人巡检设备。

本发明的另一目的是提供一种用于巡检水上光伏电站的无人巡检机群系统。

为达到以上目的，本发明采用如下技术方案：

一种无人巡检设备，其特征在于，包括设备主体和设在所述设备主体上的控制模块，分别与所述控制模块连接的相机模块、无线通讯定位模块、用于驱动所述设备主体的驱动装置、检测模块和供电装置；所述供电装置分别与所述控制模块、所述驱动装置、所述检测模块、所述通讯定位模块连接，所述检测模块包括用于检测水体浑浊度的水体浑浊度模块和用于驱鸟的大功率声波驱禽模块，所述无人巡检设备按所述控制模块通过所述无线通讯定位模块接收的控制指令和/或所述控制模块的预设指令巡检。

作为上述方案的进一步说明，所述设备主体由浮力材料制成或在所述设备主体上设有漂浮装置。

作为上述方案的进一步说明，所述相机模块包括实景相机和红外热斑检测相机。

作为上述方案的进一步说明，所述供电装置包括可外接电网充电的蓄电池和自发电装置；所述自发电装置包括设在所述无人巡检设备顶部的光伏发电板，与所述光伏发电板连接的逆变器；所述逆变器与所述蓄电池连接。

作为上述方案的进一步说明，所述水体浑浊度模块包括：探测头、连接所述探测头与所控制模块的防水导线和A/D转换器；所述探测头的上端侧壁上固设有第一红外二极管和第二红外二极管，所述检测头的下端侧壁上设有对应的第一光电探测器和第二光电探测器，所述第一光电探测器和所述第二光电探测器通过均值电路与所述A/D转换器连接。

作为上述方案的进一步说明，所述语音模块用来驱禽，包括：蜂鸣器、语音播报装置中的一种或几种。

作为上述方案的进一步说明，所述无线通讯定位模块包括GPS模块和无线通信模块，所述无线通信模块为5G通信模块或4G通信模块。

一种无人巡检机群系统，其特征在于，应用于水上光伏发电站的巡检，包括若干如上述任意一项所述的无人巡检设备、后台控制中心和用于存放所述水上巡航设备的无线充电停机位系统，各所述无人巡检设备相互通讯配合形成的巡检机群、并根据所述后台控制中心发出巡检指令进行巡检；巡检过程中，各所述无人巡检设备通过所述无线通讯定位模块将所述相机模块和所述水体浑浊度模块采集的信息发送至所述后台控制中心，并根据所述后台控制中心的信号控制所述语音模块的开启和关闭。

作为上述方案的进一步说明，后台控制中心设有路线规划系统，所述路线预设规划系统对巡检机群的所有在线无人巡检设备进行任务分配，使相应的所述无人巡检设备对单排或多排目标光伏组件进行水上巡检。

作为上述方案的进一步说明，所述充电停机位系统包括用于放置所述水上巡航设备的停机舱和设在所述停机舱内用于给所述水上巡航设备充电的无线充电装置；所述停机舱上铰接有舱门，所述舱门连接有液压伸缩杆，所述液压伸缩杆与所述后台控制中心连接。

本发明的有益效果是：

一、无人巡检设备采用无人机漂浮式巡检，同时搭载相机模块、水体浑浊度模块、语音模块对目标水上光伏电站进行自主巡检，完成检测和驱鸟等任务。

二、采用光伏自发电装置及充电系统的双向机制对无人巡检设备进行电量的补充，保证无人巡检设备的稳定运行。

三、通过采用后台控制中心对机群进行统一调度下达任务执行命令，并通过路线预设规划系统进行任务分配，并由各巡检设备对接相应的目标组件执行任务，提高执行任务的效率。

附图说明

图1所示为本发明提供的无人巡检设备的结构图。

图2所示为本发明提供的无人巡检设备的结构框图。

图3所示为本发明提供的无人巡检机群系统的结构示意图。

图4所示为本发明提供的无人巡检机群系统的流程图。

101：设备主体，102：相机模块，103：无线通讯定位模块，104：自发电装置，105：驱动装置。

具体实施方式

在本发明的描述中，需要说明的是，对于方位词，如有术语“中心”，“横向”、“纵向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示方位和位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于叙述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定方位构造和操作，不能理解为限制本发明的具体保护范围。

此外，如有术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或隐含指明技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”特征可以明示或者隐含包括一个或者多个该特征，在本发明描述中，“至少”的含义是一个或一个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除另有明确规定和限定，如有术语“组装”、“相连”、“连接”术语应作广义去理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；也可以是机械连接；可以是直接相连，也可以是通过中间媒介相连，可以是两个元件内部相连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述的术语在本发明中的具体含义。

在发明中，除非另有规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一特征和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“之下”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅是表示第一特征水平高度高于第二特征的高度。第一特征在第二特征“之上”、“之下”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度低于第二特征。

下面结合说明书的附图，对本发明的具体实施方式作进一步的描述，使本发明的技术方案及其有益效果更加清楚、明确。下面通过参考附图描述实施例是示例性的，旨在解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

实施例一

如图1、图2所示，一种无人巡检设备，包括：设备主体101和设在所述设备主体101上的控制模块、相机模块102、无线通讯定位模块103、驱动装置105、语音模块和供电装置，所述控制模块与所述相机模块102、所述无线通讯定位模块103、所述驱动装置105和所述语音模块连接，所述供电装置为所述控制模块、所述驱动装置、所述语音模块和所述无线通讯定位模块供电；其特征在于，在所述设备主体101上还设有与所述控制模块连接用于检测水体浑浊度的水体浑浊度模块。

其中，所述设备主体101由浮力材料制成或在所述设备主体上设有漂浮装置。

所述水体浑浊度模块为水体透明度检测装置，其包括：设在所述设备主体底部的探测头、连接所述探测头与所控制模块的防水导线和A/D转换器；所述探测头的上端侧壁上固设有第一红外二极管和第二红外二极管，所述检测头的下端侧壁上设有对应的第一光电探测器和第二光电探测器，所述第一光电探测器和所述第二光电探测器通过均值电路与所述A/D转换器连接。工作原理为：探测头伸入至水体中，第一红外二极管和第二红外二极管发射红外线，第一光电探测器和第二光电探测器将透过水体的红外光响应生成电路，并通过均值电路取其平均值，随后通过A/D转换器进行信号转化，并将转化后的数字信号传递给所述控制模块进行处理。

所述相机装置102包括实景相机和红外热斑检测相机。所述实景相机为米家全景相机。所述红外热班检测相机采用FLIR Vue机载红外热像仪机，仅重100g左右，不会影响无人机重心或缩短飞行时间。FLIR Vue分辨率可达640PPI×512PPI，大幅增强了图像的可视性；工作温度在-20℃～+50℃之间，可适应室外比较恶劣的环境；通过简单的电源输入和视频输出连接，即可轻松与任何平台实现集成，并在飞行平台上使用。

所述控制模块采用三星的S3C6410处理器来实现对机载热像仪的控制及实时图传、数据处理功能。S3C6410处理器长宽尺寸仅为5cm×6cm，可方便地与FLIR Vue机芯对接。S3C6410处理器拥有众多的数据接口，方便各模块的连接。至于控制模块与各模块的连接方式及连接电路，为本领域技术人员所掌握的普通技术知识，这里不再详细赘述。例如，GPS接口可接入GPS模块，通过将GPS信息叠加在红外热斑图像上，方便后期定位故障的光伏组件；通过无线网卡接口可实现图像实时传输，方便在检测的过程中悬停拍摄故障组件以得到详细数据；SD卡座接口可***SD卡，以实现对检测数据的存储，方便后期处理。

所述供电装置包括可外接电网充电的蓄电池和自发电装置104。

优选地，所述自发电装置104包括设在所述无人巡检设备顶部的光伏发电板，与所述光伏发电板连接的逆变器；所述逆变器与所述蓄电池连接。

所述无线通讯定位模块103包括GPS模块和无线通信模块，所述无线通信模块为5G通信模块或4G通信模块。

所述语音模块用来驱禽，包括：蜂鸣器、语音播报装置中的一种或几种。所述语音模块播放大功率声波驱禽。

所述驱动装置包括设在所述设备主体上的螺旋浆，和螺旋浆连接的电机。

与现有技术相比，本实施例提供的一种无人巡检设备，具有以下特点：1)无人巡检设备采用无人机漂浮式巡检，同时搭载相机模块、水体浑浊度模块、语音模块对目标水上光伏电站进行自主巡检，完成检测和驱鸟等任务。2)采用光伏自发电装置及充电系统的双向机制对无人巡检设备进行电量的补充，保证无人巡检设备的稳定运行。

实施例二

如图3、图4所示，一种无人巡检机群系统，其特征在于，应用于水上光伏发电站的巡检，包括：若干如实施例一所述的无人巡检设备、后台控制中心和用于存放所述水上巡航设备的无线充电停机位系统，各所述无人巡检设备相互通讯配合形成的巡检机群、并根据所述后台控制中心发出巡检指令进行巡检；巡检过程中，各所述无人巡检设备通过所述无线通讯定位模块将所述相机模块和所述水体浑浊度模块采集的信息发送至所述后台控制中心，并根据所述后台控制中心的信号控制所述语音模块的开启和关闭。

其中，所述后台控制中心设有路线规划系统，所述路线预设规划系统对巡检机群的所有在线无人巡检设备进行任务分配，使相应的所述无人巡检设备对单排或多排目标光伏组件进行水上巡检。所述路线规划系统是通过对控制模块进行编程来实现的，具体的编程及规划方法为本领域技术人员所掌握的普通技术知识，可参见公开号为CN109032182A、CN108762308A的中国发明专利申请；这里不再详细赘述。

所述后台控制中心为工控电脑。

优选地，所述无线充电停机位系统包括停机舱和设在所述停机舱内、为所述无人巡检设备充电的充电装置。所述停机舱上铰接有舱门，所述舱门连接有液压伸缩杆，所述液压伸缩杆与所述后台控制中心连接。充电装置为无线充电装置。所述停机舱为蜂窝式排布。当无人巡检设备电量不足或准备执行休眠状态时，对应的舱门打开，无人巡检设备进入停机舱中，进入休眠、续航充电、停机状态。无线充电装置为现有技术，在这里不在赘述。

当无人巡检设备电力充沛且无执行任务命令时，可在水上漂浮待机等待工作分配，同时通过自发电装置的光伏组件将太阳能转化为电能进行电力持续性供给，保证无人巡检设备性能的稳定性。若电力不足时，无人巡检设备将通过无线通讯定位模块前往无线充电停机位进行充电，充电的同时可进入休眠或待机状态。当后台控制中心下达任务执行命令时，无人巡检机群出动所有电力充沛的无人巡检设备，同时路线预设规划系统对巡检机群的所有在线无人巡检设备进行任务分配，即分配对应的单排或多排目标光伏组件然后无人巡检设备对任务光伏电站进行水上巡检。当无人巡检设备到达目的地后打开实景相机、红外热斑检测相机对目标水上光伏电站进行多样采集数据，若发现水上光伏电站存在热斑效应、鸟粪落叶等遮挡物或电站损坏等不良情况时，将问题电站采样数据反馈上报至后台控制中心进行人为干预判断。无人巡检设备打开水体浑浊度模块，实时检测当前水质，避免浮游生物等悬浮物和胶体物影响光伏电站发电量，同时通过实景相机采样可发现是否有浮游生物爬山光伏组件上。当巡检任务完成后，水上巡检设备没接收到任务指令，返回至无线充电停机位系统进行电量补充或进入睡眠状态，部分电力足够的无人巡检设备可继续浮游于水面上进入待机状态随时接收命令。

与现有技术相比，本实施例提供的一种无人巡检机群系统，具有以下特点：1)通过采用后台控制中心对机群进行统一调度下达任务执行命令，并通过路线预设规划系统对任务电站进行分配，并由各巡检设备对接相应的目标组件执行任务，提高执行任务的效率。2)采用无线充电停机位系统对无人巡检设备进行充电，通过无线充电停机位系统为无人巡检机群提供休眠、续航、停机的场所。

通过上述的结构和原理的描述，所属技术领域的技术人员应当理解，本发明不局限于上述的具体实施方式，在本发明基础上采用本领域公知技术的改进和替代均落在本发明的保护范围，本发明的保护范围应由各权利要求项及其等同物限定之。具体实施方式中未阐述的部分均为现有技术或公知常识。