一种用于电力设施涉鸟故障隐患在线监测及处理装置
阅读说明:本技术 一种用于电力设施涉鸟故障隐患在线监测及处理装置 (Be used for electric power facility to wade bird trouble hidden danger on-line monitoring and processing apparatus ) 是由 张永胜 王晓峰 贾明辉 孙德志 田生祥 郭培恒 操亮 孟玮 余文邦 王乔道 李韩 于 2021-08-26 设计创作,主要内容包括:本发明公开了一种用于电力设施涉鸟故障隐患在线监测及处理装置。一种用于电力设施涉鸟故障隐患在线监测及处理装置包括雷达,用于检测是否有鸟靠近;驱鸟激光发生器,用于产生激光对;超声波蜂鸣器,用于产生超声波;第一控制模块,用于根据雷达信号控制驱鸟激光发生器和超声波蜂鸣器;远程通讯模块,用于接收外部发送过来的信号以及将第一控制模块信号传送过来的信号发送出去;光敏传感器,用于获取环境光照强度;预防激光发生器,用于产生激光;第二控制模块,根据光敏传感器的信号控制预防激光发生器启停;壳体,用于安装部件。本发明一种用于电力设施涉鸟故障隐患在线监测及处理装置能够躯赶鸟靠近电力设备,同时还能预防鸟在电力设备上留宿。(The invention discloses an on-line monitoring and processing device for bird-involved fault hidden danger of an electric power facility. An on-line monitoring and processing device for bird-involved fault hidden danger of an electric power facility comprises a radar, a detection module and a processing module, wherein the radar is used for detecting whether a bird approaches; the bird-repelling laser generator is used for generating laser pairs; an ultrasonic buzzer for generating ultrasonic waves; the first control module is used for controlling the bird repelling laser generator and the ultrasonic buzzer according to the radar signal; the remote communication module is used for receiving signals sent from the outside and sending out signals transmitted by the first control module; the photosensitive sensor is used for acquiring the ambient light intensity; a preventive laser generator for generating laser light; the second control module is used for controlling and preventing the start and stop of the laser generator according to the signal of the photosensitive sensor; a housing for mounting the component. The on-line monitoring and processing device for bird-involved fault hidden danger of the power facility can drive birds to approach power equipment, and can prevent the birds from staying in the power equipment.)
技术领域
本发明涉及电力设施技术领域,特别是涉及一种用于电力设施涉鸟故障隐患在线监测及处理装置。
背景技术
电力系统中的变电站和输电线塔基本搭建在户外,大量的框架裸露在外,容易吸引鸟类在上面进行筑巢和休息。随着配电线路和变电站的不断增多和生态环境的逐步改善,鸟害造成的事故呈上升趋势,由此造成的损失也越来越大,鸟害对我国配电线路和变电站电力设备的安全运行是一个严重问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种能够驱逐鸟类的用于电力设施涉鸟故障隐患在线监测及处理装置。
为解决上述问题,本发明提供一种用于电力设施涉鸟故障隐患在线监测及处理装置,
本发明一种用于电力设施涉鸟故障隐患在线监测及处理装置,所述一种用于电力设施涉鸟故障隐患在线监测及处理装置包括:
雷达,所述雷达用于检测是否有鸟靠近;
驱鸟激光发生器,用于产生激光对鸟进行驱逐;
超声波蜂鸣器,用于产生超声波对鸟进行驱逐;
第一控制模块,用于根据雷达信号控制驱鸟激光发生器和超声波蜂鸣器;
远程通讯模块,用于接收外部发送过来的信号以及将第一控制模块信号传送过来的信号发送出去;
光敏传感器,用于获取环境光照强度;
预防激光发生器,用于产生激光,以起到警示和预防鸟留宿在电力设备;
第二控制模块,用于根据光敏传感器的信号控制预防激光发生器启停;
壳体,用于安装雷达、光敏传感器、陀螺仪传感器、驱鸟激光发生器、超声波蜂鸣器、远程通讯模块、第一控制模块以及第二控制模块。
进一步的,所述第一控制模块包括雷达驱动电路、超声波驱动电路、驱鸟激光驱动电路以及第一控制器。所述第一控制器为单片机,所述雷达驱动电路与第一控制器的针脚PA7和PA6电连接,所述超声波驱动电路分别与第一控制的针脚PB1、PB2和PB10电连接,所述雷达驱动电路与第一控制器的针脚PA7和PA6电连接,所述驱鸟激光驱动电路与第一控制器的针脚PB14电连接,所述温湿度传感器和远程通讯模块均与第一控制器的针脚PA2和PA3电连接,所述陀螺仪传感器与第一控制器的针脚PA9和PA10电连接。
进一步的,所述雷达驱动电路包括第一光耦合器U2、第二光耦合器U3、电阻R26、电阻R27、电阻R28、电阻R29和电阻R31,所述第一光耦合器U2和第二光耦合器U3的阴极均与雷达电连接,所述第一光耦合器U2的阳极与电阻R27电连接,所述第一光耦合器U2的收集器与第一控制器的针脚PA7和电阻R26电连接,所述第二光耦合器U3的阳极与电阻R29电连接,所述第二光耦合器U3和第一光耦合器U2的发射极接地,所述第二光耦合器U3的收集器与第一控制器的针脚PA6和电阻R28电连接,所述电阻R31的一端与雷达电连接,所述电阻R31的另一端与第一控制器电连接。
进一步的,所述超声波驱动电路包括电阻R11、电阻R5、电阻R3、电阻R12、电阻R10、三级管Q2、三极管Q7、电容C2、二极管D2、二极管D5和场效应管Q6,所述电阻R11的第一端与第一控制器对应的针脚电连接,所述电阻R11的第二端与三极管Q7的基极电连接,所述三极管Q7的发射极接地且同时与电阻R12的第一端电连接,电阻R12的第二端与电阻R10的第一端电连接,所述三极管Q7的集电极与电阻R5的第一端电连接,所述电阻R5的第二端与电阻R3的第一端以及三极管Q2的基极电连接,所述三极管Q2的集电极与所述电阻R3的第二端电连接,所述三极管Q2的发射极与电阻R10的第一端电连接,所述电阻R10的第二端与场效应管Q6的栅极和电容C2的一端电连接,所述电容C2的另一端接地,所述场效应管Q6的源极接地,所述场效应管Q6的漏极与二极管D5的正极电连接,所述二极管D5的负极与二极管D2的负极电连接,所述二极管D2的正极接12V电源,所述二极管D5的负极和场效应管Q6的漏极均与超声波蜂鸣器电连接。
进一步的,所述激光驱动电路包括电阻R7、三极管Q4、二极管D3以及功率继电器K1,所述电阻R7的一端与第一控制器的针脚PB3电连接,所述电阻R7的另一端与三极管Q4的基极电连接,所述三极管Q4的发射极接地,所述三极管Q4的集电极与二极管D3的正极电连接,同时所述三极管Q4的集电极与功率继电器K1的第四端电连接,所述二极管D3的负极与功率继电器K1的第一端电连接,所述功率继电器K1的第二端与电源连接,所述功率继电器K1的第五端与驱鸟激光发生器电连接。
进一步的,所述第二控制模块包括电压处理电路、光敏驱动电路、防鸟驱动电路和第二控制器,所述电压处理电路用于将外接电源的电压转换为工作电压给第二控制器和光敏驱动电路供电,所述光敏驱动电路和防鸟驱动电路均与第二控制器电连接,光敏传感器与光敏驱动电路连接,所述预防激光发生器与防鸟驱动电路连接,所述光敏驱动电路用于接收光敏传感器发送过来的信号并判断处于白天还是夜晚,当处于夜晚时光敏驱动电路给第二控制器高平信号,第二控制器给防鸟驱动电路发送启动信号,所述预防激光发生器启动发射激光。
进一步的,所述光敏驱动电路包括比较器U4A、电阻R32、电阻R33和电阻R34,所述比较器U4A的负极通过电阻R32接地,且所述比较器U4A的负极还通过电阻R33接电源,所述电阻R34的一端同时与光敏传感器和比较器U4A的阳极电连接,所述比较器U4A的输出端与第二控制器对应的针脚电连接。
进一步的,所述防鸟驱动电路包括电阻R17、电阻R14、三极管Q9、三极管Q11和三极管Q12、二极管D6、二极管D10和二极管D11,所述电阻R17的一端与主控制器对应的针脚电连接,所述电阻R17的另一端同时与三极管Q9的基极连接,三极管Q11和三极管Q12的基极和电阻R19一端电连接,所述二极管D6另一端和电阻R14的另一端均与电源VCC电连接,所述电阻R19的另一端接地,所述三极管Q11的集电极、三极管Q12的集电极和二极管D6一端连接,所述三极管Q11的发射极和三极管Q12的发射极分别电连接预防激光发生器,且所述三极管Q11的发射极还与二极管D10的负极电连接,所述三极管Q12的发射极还与二极管D11的负极电连接,所述二极管D10的正极和二极管D11的正极均接地。
进一步的,还包括陀螺仪传感器和温湿度传感器,所述陀螺仪用于检测壳体角度变化,所述温湿度传感器用于检测环境温度和湿度,所述温湿度传感器与第一控制模块电连接。
进一步的,还包括摄像机和喇叭,所述摄像机用于拍摄环境以及获取环境声音,所述喇叭用于播放音频,所述摄像机和喇叭均与第一控制模块电连接。
本发明一种用于电力设施涉鸟故障隐患在线监测及处理装置通过雷达检测鸟是否靠近电力设备,当鸟靠近电力设备时,第一控制模块启动超声波蜂鸣器和驱鸟激光发生器,以驱赶鸟靠近,能够有效的避免鸟靠近电力设备,大幅降低了电力设备因鸟产生的故障;同时在夜晚还能通过启动预防激光发生器,预防鸟在电力设备上留宿以及警示电力设备的位置。
附图说明
图1是本发明一种用于电力设施涉鸟故障隐患在线监测及处理装置的较佳实施方式的结构示意图。
图2是本发明一种用于电力设施涉鸟故障隐患在线监测及处理装置的控制原理图。
图3是第一控制模块的电路原理图。
图4是雷达驱动电路的原理图。
图5是超声波驱动电路的原理图。
图6是激光驱动电路的原理图。
图7是喇叭驱动电路的原理图。
图8是摄像机驱动电路的原理图。
图9是第二控制模块的电路原理图。
图10是防鸟驱动电路的原理图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
如图1和图2所示,本发明一种用于电力设施涉鸟故障隐患在线监测及处理装置的较佳实施方式包括壳体1、雷达2、光敏传感器31、温湿度传感器32、陀螺仪传感器33、驱鸟激光发生器41、预防激光发生器42、超声波蜂鸣器5、摄像机61、喇叭62、远程通讯模块7、第一控制模块8以及第二控制模块9,其中,所述超声波蜂鸣器5为两个,两个超声波蜂鸣器5对立设置;所述预防激光发生器42为两个。所述雷达2、光敏传感器31、温湿度传感器32、陀螺仪传感器33、驱鸟激光发生器41、超声波蜂鸣器5、摄像机61、喇叭62、远程通讯模块7、第一控制模块8以及第二控制模块9均设在壳体1内,所述雷达2、温湿度传感器32、陀螺仪传感器33、驱鸟激光发生器41、超声波蜂鸣器5、喇叭62、摄像机61和远程通讯模块7均第一控制模块8电连接,所述光敏传感器31和预防激光发生器42与第二控制模块9电连接。所述外壳上具有永磁体,安装时只需将整个装置放置到采用铁支撑的材料表面即可,安装方便。
所述雷达2用于检测是否有鸟靠近;雷达2检测到有鸟类靠近供电设备后,第一控制模块8启动超声波蜂鸣器5和驱鸟激光发生器41,超声波蜂鸣器5发出超声波对鸟进行驱赶,且激光发生器产生激光对鸟进行驱赶;当鸟飞离供电设备后,即雷达2未检测到鸟类后,第一控制模块8停止超声波蜂鸣器5发出超声波和驱鸟激光发生器41发出激光,且控制模块还将雷达2的信号通过远程通讯模块7发送出去,以供后台人员查看。所述温湿度传感器32用于检测环境的温度和湿度,温湿度传感器32将检测到的数据发送给第一控制模块8,所述第一控制模块8通过远程通讯模块7发送出去,以供后台人员查看,若需要前往该电力设备,可提前了解该地方的情况,以做好相应的对策。所述陀螺仪传感器33用于检测设备是否有角度变化,陀螺仪传感器33将检测到的数据发送给第一控制模块8,所述第一控制模块8通过远程通讯模块7发送出去,以供后台人员查看;安装时,将整个装置放置到电力设备的铁架上,此时安装人员可从后台查看陀螺仪传感器33检测的数据,即查看整个装置是否有角度变化,若电力设备的铁架会晃动或者整个装置会在铁架上晃动时,陀螺仪传感器33会产生角度变化,反之则没有变化,从而可以判断整个装置安装的位置是否稳定;安装完成后,当陀螺仪传感器33检测角度发生变化超过10°时,控制模块发出提醒信号,通过远程通讯模块7发送给后台,以提醒管理者该装置有松动或倾倒的可能,需要重新固定。所述摄像机61具有拍摄和通话的功能;即所述摄像机61用于拍摄环境画面以及获取环境音频,拍摄的画面即视频信号传送给第一控制模块8,第一控制模块8将接收到的视频信号和音频信号,通过远程通讯模块7发送出去,以供后台人员接收。所述通信模块还用于接收信号,当后台发送过来的语音信号,通信模块将音频信号发送第一控制模块8,第一控制模块8将音频信号发送给喇叭62进行播放,实现后台的人员与现场的工作人员通话。
如图3所示,所述第一控制模块8包括雷达驱动电路、三个超声波驱动电路82、驱鸟激光驱动电路83、摄像机驱动电路、喇叭驱动电路以及第一控制器U1。所述第一控制器U1为单片机,所述单片机的型号采用STM32F030C8T6。所述雷达驱动电路与第一控制器U1的针脚PA7和PA6电连接,所述三个超声波驱动电路82分别与第一控制的针脚PB1、PB2和PB10电连接,所述雷达驱动电路与第一控制器U1的针脚PA7和PA6电连接。所述驱鸟激光驱动电路83与第一控制器U1的针脚PB14电连接。所述摄像机驱动电路与第一控制器U1的针脚PB13电连接,所述喇叭驱动电路与第一控制器U1的针脚PB15电连接。所述温湿度传感器32和远程通讯模块7均与第一控制器U1的针脚PA2和PA3电连接,第一控制器U1接收到针脚PA2和PA3的信号后进行分析识别,以确认信号类型,即该信号是由温湿度传感器32发送过来,还是由远程通讯模块7发送过来。所述陀螺仪传感器33与第一控制器U1的针脚PA9和PA10电连接。
如图4所示,所述雷达驱动电路包括第一光耦合器U2、第二光耦合器U3、电阻R26、电阻R27、电阻R28、电阻R29和电阻R31,所述第一光耦合器U2和第二光耦合器U3均采用EL357N-G,所述第一光耦合器U2和第二光耦合器U3的阴极均与雷达2电连接,所述第一光耦合器U2的阳极与电阻R27电连接,所述第一光耦合器U2的收集器与第一控制器U1的针脚PA7和电阻R26电连接,所述第二光耦合器U3的阳极与电阻R29电连接,所述第二光耦合器U3和第一光耦合器U2的发射极接地,所述第二光耦合器U3的收集器与第一控制器U1的针脚PA6和电阻R28电连接,所述电阻R31的一端与雷达2电连接,所述电阻R31的另一端与第一控制器U1电连接。采用光耦和器传输信号确保信号传输稳定,不易被干扰,从而保证了雷达2信号传送的精准。
如图5所示,每一所述超声波驱动电路82包括电阻R11、电阻R5、电阻R3、电阻R12、电阻R10、三级管Q2、三极管Q7、电容C2、二极管D2、二极管D5和场效应管Q6,所述电阻R11的第一端与第一控制器U1对应的针脚电连接,所述电阻R11的第二端与三极管Q7的基极电连接,所述三极管Q7的发射极接地且同时与电阻R12的第一端电连接,电阻R12的第二端与电阻R10的第一端电连接,所述三极管Q7的集电极与电阻R5的第一端电连接,所述电阻R5的第二端与电阻R3的第一端以及三极管Q2的基极电连接,所述三极管Q2的集电极与所述电阻R3的第二端电连接,所述三极管Q2的发射极与电阻R10的第一端电连接,所述电阻R10的第二端与场效应管Q6的栅极和电容C2的一端电连接,所述电容C2的另一端接地,所述场效应管Q6的源极接地,所述场效应管Q6的漏极与二极管D5的正极电连接,所述二极管D5的负极与二极管D2的负极电连接,所述二极管D2的正极接12V电源,所述二极管D5的负极和场效应管Q6的漏极均与超声波蜂鸣器5电连接。
如图6所示,所述激光驱动电路包括电阻R7、三极管Q4、二极管D3以及功率继电器K1,所述电阻R7的一端与第一控制器U1的针脚PB3电连接,所述电阻R7的另一端与三极管Q4的基极电连接,所述三极管Q4的发射极接地,所述三极管Q4的集电极与二极管D3的正极电连接,同时所述三极管Q4的集电极与功率继电器K1的第四端电连接,所述二极管D3的负极与功率继电器K1的第一端电连接,所述功率继电器K1的第二端与电源连接,所述功率继电器K1的第五端与驱鸟激光发生器41电连接。
如图7所示,所述喇叭驱动电路包括电阻R30、三极管Q15、二极管D12以及功率继电器K2,所述电阻R30的一端与第一控制器U1的针脚PB12电连接,所述电阻R30的另一端与三极管Q15的基极电连接,所述三极管Q15的发射极接地,所述三极管Q15的集电极与二极管D12的正极电连接,同时所述三极管Q15的集电极与功率继电器K2的第四端电连接,所述二极管D12的负极与功率继电器K2的第一端电连接,所述功率继电器K2的第二端与电源连接,所述功率继电器K2的第五端与喇叭62电连接。
如图8所示,所述摄像机驱动电路包括电阻R38、三极管Q16、二极管D13以及功率继电器K3,所述电阻R38的一端与第一控制器U1的针脚PB12电连接,所述电阻R38的另一端与三极管Q16的基极电连接,所述三极管Q16的发射极接地,所述三极管Q16的集电极与二极管D13的正极电连接,同时所述三极管Q16的集电极与功率继电器K3的第四端电连接,所述二极管D13的负极与功率继电器K3的第一端电连接,所述功率继电器K3的第二端与电源连接,所述功率继电器K3的第五端与摄像机61电连接。
如图9所示,所述光敏传感器31用于检测环境光照强度,并将光照强度发送给第二控制模块9,所述第二控制模块9根据光照强度判断是否属于白天或夜晚;当处于白天时,第二控制模块9控制激光发生器不启动;当处于夜晚时,第二控制模块9控制预防激光发生器42启动,预防鸟类靠近供电设备。
所述第二控制模块9包括电压处理电路91、光敏驱动电路92、防鸟驱动电路93和第二控制器U5,所述电压处理电路91用于将外接电源的电压转换为工作电压给第二控制器U5和光敏驱动电路92供电。所述光敏驱动电路92与所述第二控制器U5的P3.2针脚电连接。所述防鸟驱动电路93与第二控制器U5的P3.3针脚电连接。所述第二控制器U5采用单片机,所述单片机型号为STC15F104W。所述电压处理电路91为常规电路,故在此不再赘述。
所述光敏驱动电路92包括比较器U4A、电阻R32、电阻R33和电阻R34,所述比较器U4A的负极通过电阻R32接地,且所述比较器U4A的负极还通过电阻R33接电源,所述电阻R34的一端同时与光敏传感器31和比较器U4A的阳极电连接,所述比较器U4A的输出端与第二控制器U5对应的针脚电连接。所述比较器U4A根据光敏传感器31发送过来的信号进行判断;当处于白天时,比较器U4A输出低平信号,第二控制器U5接收到低平信号时,第二控制器U5默认为无效;当处于夜晚时,比较器U4A输出高平信号,第二控制器U5接收到高平信号时,第二控制器U5发出控制信号给防鸟驱动电路93。
如图10所示,所述防鸟驱动电路93包括电阻R17、电阻R14、三极管Q9、三极管Q11和三极管Q12、二极管D6、二极管D10和二极管D11,所述电阻R17的一端与主控制器对应的针脚电连接,所述电阻R17的另一端同时与三极管Q9的基极连接,三极管Q11和三极管Q12的基极和电阻R19一端电连接,所述二极管D6另一端和电阻R14的另一端均与电源VCC电连接,所述电阻R19的另一端接地,所述三极管Q11的集电极、三极管Q12的集电极和二极管D6一端连接,所述三极管Q11的发射极和三极管Q12的发射极分别电连接预防激光发生器42,且所述三极管Q11的发射极还与二极管D10的负极电连接,所述三极管Q12的发射极还与二极管D11的负极电连接,所述二极管D10的正极和二极管D11的正极均接地。
当处于白天时,雷达2检测到有鸟类靠近供电设备时,第一控制器U1给驱鸟激光驱动电路83和超声波驱动电路82发送控制信号,以启动驱鸟激光发生器41和超声波蜂鸣器5,所述超声波蜂鸣器5发出超声波,所述驱鸟激光发生器41产生激光,利用超声波和激光驱赶鸟,使鸟远离供电设备。当鸟远离供电设备后,即雷达2检测不到有鸟类靠近供电设备时,第一控制器U1停止控制驱鸟激光驱动电路83和超声波驱动电路82发送控制信号,驱鸟激光发生器41和超声波蜂鸣器5停止工作,以待下次启动。通过雷达2检测,检测准确率高,能够有效的将鸟驱赶。
当处于夜晚时,光敏检测模块工作给出低电平通过比较器U4A输出低电平,第二控制器U5检测到低电平,第二控制器U5通过防鸟驱动电路93发送控制信号,启动预防激光发生器42,以起到警示作用同时能够预防鸟类在电力设备上留宿。
以上仅为本发明的实施方式,并非因此限制本发明的专利范围,凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构,直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理在本发明的专利保护范围之内。
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