基于电网行业巡检无人机智能地面监控系统研究

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引言

由于我国电网规模的不断扩大，电网运行的安全性和可靠性都在受到各种外部因素的影响和挑战。常规的人工巡检工作作业效率不高，并且负荷也比较高，容易耗费比较多的成本，对于巡检人员的安全性也会产生不利影响，因此需要采用先进的技术来对其进行改善和优化，做好相关的设计研究，从而实现监控系统的智能化发展，进一步的促进系统工作效率的有效提升。

一、电力巡检无人机智能地面监控系统研究现状与关键技术

(一)研究现状。我国目前电网行业中的巡检无人机智能地面监控系统的相关研究已经越来越多，主要是将无人机地面站位主要的基础来实现对输电线路的智能化巡和监控。这项技术已经在我国的很多领域当中都有广泛的应用，已经从根本上实现了工作效率的提升。对无人机的安全性和稳定性进行提升是各个行业都需要关注到问题，我国在经过不断的研究和发展会后，已经研制出了以状态检测与数据为基础核心的无人机地面站系统，能够帮助无人机进行有效的监测。

(二)关键技术。对于当前阶段的电网行业中的无人机智能地面监控系统来，它的关键技术应用是比较广泛的，是对系统智能化水平进行有效保证的重要内容。具体来说，关键技术所包含的内容主要有以下几个方面的内容：一是分析功能需求，并且与当前的实际需要求和情况来对整体的系统性方案进行设计，并且对各个部分系统的功能的进行明确；二是对规划任务要进行合理的计算，尤其是要针对实际的任务需求来对有效的跟踪控制算法进行利用；三是建立起完整化的巡检环境模型，进而为后续的任务规划奠定好相关的基础。

二、智能化地面监控系统的设计与实现

(一)硬件设计

1.地面站系统操作台分析。对于智能化地面监控系统来说，它的主要操作平台会包括着PC机与箱体，在开展具体的工作运行时，经常会受到各种外部因素的影响，因此对于整体的操控平台来说，它必须要具备几个方面的重要性能。首先是平台需要就具备良好的耐碰撞性能，避免在运输和安装的过程中受到碰撞和摔落的影响；其次，需要具有良好的的耐温能力，因为容易受到电力线路自身性质的影响，并且经常需要在不同的环境中进行工作，比较容易导致相关设备老化影响，进而降低使用寿命；最后，要具有良好的防水功能，避免相关的设备受到雨水和灰尘等的侵害，做好防水可以让其在野外环境中更好的运行。

2.观测台与视频接收站分析。对于无人机来说，在进行运行的过程中需要对相关输电线路的巡检工作进行关注，这就要求相关的无人机来对画面进行有效的拍摄，并且还要对画面的时效性进行有效的保证，通过利用这样的方式来实现对线路的有效检测。总体来说，对于观测台和视频接收站进行分析是非常重要的内容，要对相关画面传输和监测的高效性进行保证，并且要将相关的数据输送到视频接收站，进而更好的满足当前的工作需求。

3.无线数据传输电台分析。对无线数据传输电台来说，它主要是指地面站与无人机的数据传输交流媒介，主要是对该媒介进行有效的利用来实现对相关指令的遥控和数据的交流和传输，进而更好的提升数据的通信效率。

(二)软件设计

1.功能模块。所谓的无线通信模块指的就是巡检无人机飞行器与地面操控模块的数据交互模块。在对无人机飞行器进行控制的时候，主要是对无线数据传输模块进行利用，通过接收控制指令的方式来实现操纵。系统启动之后一般是先对无人机无人机飞行器与地面操控进行关注，然后对模块之间的无线数据通信正常情况进行关注，如果保持在正常通信的状态，就会在等待地面操控模块控制指的过程中向操纵模块来发出应答的信息，在完成应答信息的确认之后会继续进行后续的数据传输活动。对于无人机系统来说，在开展电力巡检作业的过程中，首先是指定好巡检的目标，在输入无人机飞行器需要巡检的作业路径和任务返回路径之后，在数据通信的过程中就会将信息传输到无人机当中，无人机飞行器会根据情况做好实时路径的调整，并且会对实时位置进行回传。当无人机到达电力巡检的热点区域的时候，一般会将电力巡检任务类别和实时的位置信息作为主要的依据来实现对目标的有效锁定，然后通过对巡检目标的影像信息进行采集，利用无线通信模块来将其回传到地面操控系统当中，实施后续的故障检修的操作。完成巡检任务之后，无人机会按照预定的返回路径回到指定的位置当中。

2.通信协议。对于电力巡检无人机飞行器与地面操控系统之间的无线传输来说，它主要是采用了全双工的通信模式，这种模式能够同时接收无人机飞行器遥测数据和控制指令，在很大程度上对数据通信的稳定性进行了有效的提升，并且也与巡检任务的执行安全性有着重要的关系。

3.监视操作窗口。将上述各个模块的工作流程和通信协议作为基础来进行软件开发，并且做到与无人机巡检任务控制算法相结合，进而实现对无人机监控界面窗口的设计。

结语

综上所述，在对电力巡检无人机智能地面监控系统进行设计和研究的过程中，需要将当今时代的发展潮流作为主要的基础，对其未来的发展趋势进行明确，并且做好相关技术的研究和应用，进一步的完善巡检无人机的完全智能监控。虽然目前的研究中还存在一定的不足，但是只要不断的创新和发展，就一定能对巡检无人机的智能水平进行更好的提升。