电力线路工程抱杆组塔综合监控设备

技术领域

本发明涉及电力施工监控技术领域，具体是一种电力线路工程抱杆组塔综合监控设备。

背景技术

电力线路工程抱杆是一种电力线路施工设备，抱杆是吊装设备时使用的一种起重工具。其相较建筑施工用的塔吊自由度更多，功能更强，如塔吊的吊臂仅能够实现360°的回转，抱杆还可以实现吊臂的俯仰，作业人员操作更便利，但付出的代价就是盲区大，需要塔下工作人员与塔上工作人员系统工作。

目前电力线路工程抱杆组塔过程管控手段单一，塔下机手只能通过肉眼观察或报话机问讯塔上作业人员知晓就位塔材位置及抱杆安全状况。塔上作业人员对塔材位置的说明，一定程度上影响工程施工的效率，偶有影响施工质量的情况发生。

申请公布号CN103950839A，专利名称为塔吊操作视频监控系统的发明专利，公开了一种塔吊作业监控系统，该发明要解决的问题在于提供一种塔吊操作视频监控系统，其安全性好，易于操作。

该发明包括：控制室、小车、起重臂、平衡臂，其特征在于：所述小车上设有云台式摄像头，所述控制室设有与云台式摄像头相连接的云台控制键盘、监控显示器及硬盘录像机。一种改进是通过设置于一个伸缩式安装座上线缆连接。该发明安全系数高，可节省人力成本，提高了吊装作业的工作效率，若发生事故有视频资料保存，还改善了驾驶员的操作方式，驾驶员可直接查看监控显示器即可掌控料斗运行情况。

授权公告号CN 204474200 U，专利名称为塔吊起重机动态多功能监控系统的发明专利，公开了一种塔吊起重机动态多功能监控系统，该发明有四个用于监控塔吊起重机的无线监控设备，无线监控设备将其各自采集到的画面传送至智能设备上；其中第一个无线监控设备安装在塔吊顶部，第二个无线监控设备安装在吊臂下方的塔身上且与吊臂同步旋转，第三个无线监控设备安装在塔吊起重机的行车上，第四个无线监控设备安装在钩头上。优点：多角度的监控、监听，地面指挥和塔吊操作员保持了零距离的沟通，全方位的了解整个塔吊群的运行工作状态，其效果覆盖了整个施工工地，有利于统一调配指挥，为整个工区安全起到了极大的安全辅助作用。

授权公告号为CN 105347211 B，名称为塔式起重机全景可视、可控、智能监测与防护集成系统的发明专利，公开了一种塔式起重机全景可视、可控、智能监测与防护集成系统，其包括数据采集模块、数据处理模块、控制模块和显示模块；所述的数据采集模块与施工现场的视频监控系统连接；所述的数据处理模块与数据采集模块连接；所述的控制模块与数据处理模块连接；所述的显示模块与控制模块和数据采集模块连接。本发明以图形数值、声音实时显示当前实际工作参数和塔式起重机额定工作能力参数，具有集全景可视、可控、防倾翻和防碰撞功能于一体的功能。

该专利提供的一种塔式起重机全景可视、可控、智能监测与防护集成系统，基于施工现场的视频监控系统，以图形数值和声音实时显示当前的工作状态和参数，与额定工作参数作对比，作出预警、报警，并防止碰撞功能的系统，用于解决在高层建筑物施工时，塔吊司机吊装容易出现盲区、不能实时显示吊装情况的问题。

电力线路工程抱杆组塔设备操作人员操作过程中存在视野盲区影响施工质量和施工效率是本领域技术人员急需解决的一道难题。

发明内容

本发明提供了一种电力线路工程抱杆组塔综合监控设备，用于解决电力线路工程抱杆组塔设备操作人员视野盲区大影响施工效率的问题。

本发明采用如下技术方案：

一种电力线路工程抱杆组塔综合监控设备，包括：摄像机单元以及监控主机；

所述摄像机单元包括：第一摄像头装置；

所述第一摄像头装置设有存储器接口以及第一通信模块，所述第一摄像头装置用于采集图像信号，摄像模块还用于压缩所述图像信号，所述第一摄像头装置还用于将所述压缩图像信号存入接入所述存储器接口的存储器，所述摄像模块还通过所述第一通信模块传输所述压缩图像信号；

所述监控主机包括：箱体以及主机，所述主机设有第二通信模块，所述主机通过所述第二通信模块接收来自所述第一摄像头装置的所述压缩图像信号，所述主机还用于显示并存储所述压缩图像信号，所述主机固定设置在所述箱体内部。

进一步地，所述摄像机单元还包括：云台，所述云台为两个回转自由度的电动支架，所述第一摄像头装置与所述云台固定连接；所述第一摄像头装置还用于根据来自所述第一通信模块的命令控制所述云台做回转动作；所述云台与所述第一摄像头装置电连接。

进一步地，还包括：连接支架，所述连接支架包括：连接板以及磁力座，所述连接板一面与所述云台固定连接，所述连接板另一面与所述磁力座固定连接。

进一步地，所述摄像机单元还包括：风速传感器以及陀螺仪，所述风速传感器用于采集外界风速信号，所述陀螺仪用于采集所述连接支架的角度信号，所述第一摄像头装置还用于将所述风速信号以及所述连接支架的角度信号转变为文本图像信号，所述第一摄像头装置还用于将文本图像信号叠加到所述第一摄像头装置采集的图像画面，所述风速传感器以及所述陀螺仪分别与所述第一摄像头装置电连接。

进一步地，还包括：围栏监控单元，所述围栏监控单元包括：第二摄像头装置以及报警器，所述第二摄像头装置设有第三通信模块，所述第二摄像头装置用于采集边界区域图像信号，所述第二摄像头还用于根据所述边界区域图像捕获区域变动信号，所述第二摄像头还用于根据所述区域变动信号控制所述声光报警器发出报警信号，所述第二摄像头还用于压缩边界区域图像信号，所述第二摄像头还用于通过所述第三通信模块发送所述压缩边界区域图像信号，所述主机还用于通过所述第二通信模块接收所述压缩边界区域图像信号，所述主机还用于显示以及存储所述边界区域图像信号，所述第二摄像头与所述报警器电连接。

进一步地，所述摄像机单元还包括：远程开关机装置，所述远程开关机装置包括第一控制器以及第四通信模块，所述第一控制器用于通过所述第四通信模块接收来自所述主机的开关机信号，所述第一控制器还用于根据所述开关信号控制所述云台以及所述第一摄像头装置供电，所述第四通信模块、所述云台以及所述第一摄像头装置分别与所述第一控制器电连接。

进一步地，所述摄像机单元还包括：电气箱，所述远程开关机装置固定设置在所述电气箱内部，所述电气箱与所述连接支架固定连接。

进一步地，所述连接板上表面以及右表面分别固定设有提手。

进一步地，所述第一通信模块、所述第二通信模块、所述第三通信模块以及所述第四通信模块均为WiFi通信模块。

进一步地，所述第一摄像头装置还设有第五通信模块，所述第五通信模块为GPRS通信模块，所述第五通信模块用于传输所述压缩图像信号。

本发明的积极效果如下：

一种电力线路工程抱杆组塔综合监控设备，包括：摄像机单元以及监控主机；摄像机单元设有通信模块，可以与监控主机组网，将采集的图像压缩后远传到位于远端的监控主机。摄像机具备图像压缩功能，压缩后的图像数据占用量更少，减少了存储空间的占用量。摄像机其自身具备存储功能，用于存储采集的图像，工作人员可以通过存储的图像回看检查施工质量。摄像机具备云台，可以通过水平和俯仰回转，跟踪监控目标。监控主机通过通信模块与摄像机组网，可以同时监控、录制来自多个摄像机的图像，解决了视野盲区的问题。监控主机还包括箱体，主机位于箱体内，对主机起到防尘、防潮的作用。

本发明监控设备还设有连接支架，连接支架包括连接板以及磁力座，连接支架通过磁力座的磁力作用吸附到抱杆的塔架上，安装、拆卸均比较简单，不需工具。

本发明监控设备设有风速传感器以及陀螺仪，风速传感器以及陀螺仪采集的信号被第一摄像头装置叠加到监视画面并传递到监控主机，工作人员可以通过监控主机运行的监控软件实时观测到风速信息以及连接支架角度信息，工作人员可以有针对性的调整施工策略，避免发生安全事故，做到安全施工。

本发明监控设备设有围栏监控单元，对施工工地建立起虚拟围栏，对施工工地进行视频监控，当图像分析表明有入侵行为发生时，驱动声光报警器对入侵行为发出警告，并对边界区域采集的图形进行压缩和存储，同时围栏监控单元通过局域网将图像发送到主机，主机除对接收到的图像进行存储外，还通过显示图像使得值守在主机旁的工作人员进行第一时间获取入侵消息。本发明监控设备设有围栏监控单元，围栏监控单元建设简单，成本低，不需要专门的值守人员值守，工作效率高。

本发明监控设备设有远程开关机装置，远程开关机装置接收主机的命令对控制云台以及第一摄像头装置的供电，工作时，主机通过局域网向远程开关机装置发送开机命令，云台以及第一摄像头装置开机，不需要工作时，主机通过局域网向远程开关机装置发送关机命名，云台以及第一摄像头装置关机，降低能源消耗，降低不必要的存储空间浪费。本发明监控设备还设有电气箱，电气箱电气箱有较好的防潮、防泼溅效果，有效保护电源以及远程开关机装置，连接板上表面以及右表面设有提手，方便移动式搬运。

本发明监控设备第一通信模块、第二通信模块、第三通信模块以及第四通信模块均为WiFi通信模块，采用WiFi通信模块的装置可以通过配置接入局域网，对资源进行共享。

本发明监控设备第一摄像头装置还有第五通信模块，该通信模块为GPRS通信模块，GPRS通信模块为通过电信网络传播数据信号的装置，通过该模块可以将采集的图像信息发送到远端的终端设备，只要设有电信通信网络的地方就能发送数据，该通信模块的通信距离接近无限远，方便位于远端的工作人员观测施工过程。

附图说明

图1为本发明实施方式综合监控设备功能框图；

图2为本发明实施方式摄像机单元结构图；

图3为本发明实施方式连接支架剖视图。

图中：

1第一摄像头装置；

2云台；

3连接板；

4磁力座；

5风速传感器；

6陀螺仪；

7电气箱；

8提手。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1-3所示，一种电力线路工程抱杆组塔综合监控设备，包括：摄像机单元以及监控主机；

所述摄像机单元包括：第一摄像头装置1；

所述第一摄像头装置1设有存储器接口以及第一通信模块，所述第一摄像头装置1用于采集图像信号，摄像模块还用于压缩所述图像信号，所述第一摄像头装置1还用于将所述压缩图像信号存入接入所述存储器接口的存储器，所述摄像模块还通过所述第一通信模块传输所述压缩图像信号；

所述监控主机包括：箱体以及主机，所述主机设有第二通信模块，所述主机通过所述第二通信模块接收来自所述第一摄像头装置1的所述压缩图像信号，所述主机还用于显示并存储所述压缩图像信号，所述主机固定设置在所述箱体内部。

更进一步地，所述摄像机单元还包括：云台2，所述云台2为两个回转自由度的电动支架，所述第一摄像头装置1与所述云台2固定连接；所述第一摄像头装置1还用于根据来自所述第一通信模块的命令控制所述云台2做回转动作；所述云台2与所述第一摄像头装置1电连接。

更为具体地，摄像机为设有云台2的摄像头装置，一种具体的实施方式为球机，如品牌为海康威视，型号为DS-2DE4223IW-D/GLT的球机，具备720°回转角度的功能，其水平可做360°的回转，同时还可以做360°的俯仰回转，该球机支持23倍光学变倍，16倍数字变倍，其变焦功能对于远距离捕捉图像非常有利。该摄像头装置支持最的大1920×1080@30fps高清画面输出，该摄像头装置内置的处理器可以将采集的图像信号进行压缩，本实施方式其以H.265高效压缩算法，压缩后的图像信号相对原图像信号要小了很多。本摄像头装置设有存储卡接口，压缩后的图像信号被存入接入该存储卡接口的存储卡。

第一摄像头装置1采集并压缩后的图像信号还通过第一通信模块对外界进行传输，本实施方式为WiFi 5.8GHz通信模块；一种实施方式为，第一摄像头通过配置接入路由器，智能终端如平板电脑、手机或者计算机也同时接入路由器，智能终端与第一摄像头组成一个局域网。第一摄像头设有配套的App应用，通过应用可以查看、录制第一摄像头远传的图像，还可以通过App应用操控第一摄像头，比如操控摄像头进行变焦，操控摄像头进行水平或俯仰回转，将获取的压缩图像信号进行存储。

监控主机本实施方式智能终端为带有硬盘录像功能的平板电脑，该平板电脑运行的系统为Linux系统，其运用的App是根据第一摄像头模块提供的API应用接口做的二次开发包，除原厂App带有的功能外，还做了目标跟踪处理程序，目标跟踪程序用于跟踪监控物体的行踪，使用时工作人员通过平板对目标进行点击锁定，该处理程序通过控制第一摄像头模块一直对目标进行跟踪，该处理程序则始终通过控制云台2的俯仰回转以及水平回转聚焦并跟踪目标的位置。监控主机可以通过局域网监控多个视点，比如一种应用场景中，设有三台摄像机，一台位于主塔上，另外两台分别位于吊臂的两端，监控主机同时显示、录制三台摄像机的图像，跟踪三台摄像机的目标，多个视角可以解决绝大多数的视野盲区的问题。

为适应户外恶劣环境的需要，本发明的监控主机被设置在一个箱体内，该箱体设计类似于旅行箱，需要使用的时候打开箱体开启监控主机，对工作现场进行监控，当不需要使用的时候，闭合箱体，起到防尘、防潮的作用。

本发明监控设备包括：摄像机单元以及监控主机；摄像机单元设有通信模块，可以与监控主机组网，将采集的图像压缩后远传到位于远端的监控主机。摄像机具备图像压缩功能，压缩后的图像数据占用量更少，减少了存储空间的占用量。摄像机其自身具备存储功能，用于存储采集的图像，工作人员可以通过存储的图像回看检查施工质量。摄像机具备云台2，可以通过水平和俯仰回转，跟踪监控目标。监控主机通过通信模块与摄像机组网，可以同时监控、录制来自多个摄像机的图像，解决了视野盲区的问题。监控主机还包括箱体，主机位于箱体内，对主机起到防尘、防潮的作用。

进一步地，还包括：连接支架，所述连接支架包括：连接板3以及磁力座4，所述连接板3一面与所述云台2固定连接，所述连接板3另一面与所述磁力座4固定连接。

更为具体地，连接支架包括连接板3以及磁力座4，磁力座4为磁性座，其内部为永磁体，外壳为软磁材料和不导磁材料制成，通过改变永磁体的磁路改变磁力座4的磁性作用。磁力座4一侧设有把手，向一个方向扳动把手，磁力座4产生磁力作用，磁力座4被吸附到抱杆的塔架上，当向另一个方向扳动把手，磁力座4磁力作用消失，磁力座4可以用从抱杆的塔架上取下。

磁力座4四角还设有孔，磁力座4的孔用于通过U形卡卡住抱杆的塔架，从而进一步的增加磁力座4与抱杆塔架连接的紧固力。

在磁力座4连接好以后连接板3同磁力座4通过螺栓固定连接，实现将连接板3固定在抱杆的塔架上。

本发明监控设备还设有连接支架，连接支架包括连接板3以及磁力座4，连接支架通过磁力座4的磁力作用吸附到抱杆的塔架上，安装、拆卸均比较简单，不需工具。

进一步地，所述摄像机单元还包括：风速传感器5以及陀螺仪6，所述风速传感器5用于采集外界风速信号，所述陀螺仪6用于采集所述连接支架的角度信号，所述第一摄像头装置1还用于将所述风速信号以及所述连接支架的角度信号转变为文本图像信号，所述第一摄像头装置1还用于将文本图像信号叠加到所述第一摄像头装置1采集的图像画面，所述风速传感器5以及所述陀螺仪6分别与所述第一摄像头装置1电连接。

更为具体地，风速传感器5用于采集外界的风速，抱杆其形式类似于建筑施工塔吊，风速较大时，如五级风以上，除对施工带来不便以外，还带来非常大的安全隐患，如一种可能是吊装物因较高的风速从吊钩脱离。

陀螺仪6用于采集连接支架的偏转角度信号，本发明的陀螺仪6安装在连接支架上，通过连接支架的角度信号反映抱杆塔架的角度。陀螺仪6采集角度信号主要用于防患抱杆塔架发生倾斜，进而酿成塔倒人亡的严重事故。

本发明第一摄像头装置1设有RS485接口，内置有modbus通信协议，风速传感器5以及陀螺仪6采集的信号最终以modbus通信协议进行传输，风速传感器5以及陀螺仪6通过RS485接口接入第一摄像头装置1，通过设置第一摄像头装置1的参数将风速传感器5以及陀螺仪6采集的信号叠加到采集的图像上面。

本发明监控设备设有风速传感器5以及陀螺仪6，风速传感器5以及陀螺仪6采集的信号被第一摄像头装置1叠加到监视画面并传递到监控主机，工作人员可以通过监控主机运行的监控软件实时观测到风速信息以及连接支架角度信息，工作人员可以有针对性的调整施工策略，避免发生安全事故，做到安全施工。

进一步地，还包括：围栏监控单元，所述围栏监控单元包括：第二摄像头装置以及报警器，所述第二摄像头装置设有第三通信模块，所述第二摄像头装置用于采集边界区域图像信号，所述第二摄像头还用于根据所述边界区域图像捕获区域变动信号，所述第二摄像头还用于根据所述区域变动信号控制所述声光报警器发出报警信号，所述第二摄像头还用于压缩边界区域图像信号，所述第二摄像头还用于通过所述第三通信模块发送所述压缩边界区域图像信号，所述主机还用于通过所述第二通信模块接收所述压缩边界区域图像信号，所述主机还用于显示以及存储所述边界区域图像信号，所述第二摄像头与所述报警器电连接。

更为具体地，围栏监控单元是一种以摄像头装置为核心的虚拟围栏。抱杆组塔施工工地通常会放置一些工程机械以及生产材料，除有丢失的风险外，还有非工作人员进入作业工地酿成事故的可能，建立物理围栏，成本高，丢失材料的风险仍旧不能完全避免。

本发明设有围栏监控单元，在围栏周边设置有第二摄像头装置，一种常见的做法是，施工工地建立起矩形区域，在矩形区域的四个角分别设置一台第二摄像头装置，分别监控矩形区域的四个边界，摄像头除能够捕获边界区域的图像外，还能对边界区域的图像进行分析，当边界区域的图像发生变动时，开始对边界区域获得的图像进行压缩和存储，此外，围栏监控单元还设有报警器，本实施方式为声光报警器，第二摄像头装置通过声光报警器进行声光报警，对进入边界区域的入侵行为进行驱离。第二摄像头装置还设有第三通信模块，第二摄像头通过第三通信模块加入局域网，由于主机也在局域网内，故主机获得了第二摄像头装置的图像信号，值守在主机旁的工作人员第一时间获取第二摄像头装置的图像，及时赶到事发区域对入侵行为进行干预。

本发明监控设备设有围栏监控单元，对施工工地建立起虚拟围栏，对施工工地进行视频监控，当图像分析表明有入侵行为发生时，驱动声光报警器对入侵行为发出警告，并对边界区域采集的图形进行压缩和存储，同时围栏监控单元通过局域网将图像发送到主机，主机除对接收到的图像进行存储外，还通过显示图像使得值守在主机旁的工作人员进行第一时间获取入侵消息。本发明监控设备设有围栏监控单元，围栏监控单元建设简单，成本低，不需要专门的值守人员值守，工作效率高。

进一步地，所述摄像机单元还包括：远程开关机装置，所述远程开关机装置包括第一控制器以及第四通信模块，所述第一控制器用于通过所述第四通信模块接收来自所述主机的开关机信号，所述第一控制器还用于根据所述开关信号控制所述云台2以及所述第一摄像头装置1供电，所述第四通信模块、所述云台2以及所述第一摄像头装置1分别与所述第一控制器电连接。

进一步地，所述摄像机单元还包括：电气箱7，所述远程开关机装置固定设置在所述电气箱7内部，所述电气箱7与所述连接支架固定连接。

进一步地，所述连接板3上表面以及右表面分别固定设有提手8。

更为具体地，本发明监控设备的摄像机单元还包括远程开关机装置，远程开关机装置包括第一控制器以及第四通信模块，第一控制器为一个以单片机为核心的控制板，本实施方式单片机型号为STC12C5A60S2，该控制板集成有继电器，该继电器的常开触点一端与电源电连接，另一端与云台2以及第一摄像头装置1电连接，单片机通过控制继电器常开触点的吸合控制云台2以及第一摄像头装置1的供电。

远程开关机装置还设有第四通信模块，第四通信模块为WiFi通信模块，本实施方式为以ESP8266芯片为核心的WiFi通信模块，该通信模块被设置好参数后，加入局域网，由于主机也在该局域网内，主机通过应用向该通信模块发送开机或关机命令，第四通信模块收到命令后转发到以单片机为核心的控制板，也即第一控制器，第一控制器控制其继电器常开触点断开，第一摄像头装置1以及云台2断电关机。

远程开关机装置、电源均设置在电气箱7内部，电气箱7固定设置在连接支架上，连接板3上表面以及右表面设有提手8。电气箱7有较好的防潮、防泼溅效果，有效保护电源以及远程开关机装置，连接板3上表面以及右表面设有提手8，方便移动式搬运。

本发明监控设备设有远程开关机装置，远程开关机装置接收主机的命令对控制云台2以及第一摄像头装置1的供电，工作时，主机通过局域网向远程开关机装置发送开机命令，云台2以及第一摄像头装置1开机，不需要工作时，主机通过局域网向远程开关机装置发送关机命名，云台2以及第一摄像头装置1关机，降低能源消耗，降低不必要的存储空间浪费。本发明监控设备还设有电气箱7，电气箱7电气箱7有较好的防潮、防泼溅效果，有效保护电源以及远程开关机装置，连接板3上表面以及右表面设有提手8，方便移动式搬运。

进一步地，所述第一通信模块、所述第二通信模块、所述第三通信模块以及所述第四通信模块均为WiFi通信模块。

更为具体地，本发明监控设备第一通信模块、第二通信模块、第三通信模块以及第四通信模块均为WiFi通信模块，采用WiFi通信模块的装置可以通过配置接入局域网，对资源进行共享。

进一步地，所述第一摄像头装置1还设有第五通信模块，所述第五通信模块为GPRS通信模块，所述第五通信模块用于传输所述压缩图像信号。

更为具体地，本发明监控设备第一摄像头装置1还有第五通信模块，该通信模块为GPRS通信模块，GPRS通信模块为通过电信网络传播数据信号的装置，通过该模块可以将采集的图像信息发送到远端的终端设备，只要设有电信通信网络的地方就能发送数据，该通信模块的通信距离接近无限远，方便位于远端的工作人员观测施工过程。

以上所述实施方式仅为本发明的优选实施例，而并非本发明可行实施的穷举。对于本领域一般技术人员而言，在不背离本发明原理和精神的前提下对其所做出的任何显而易见的改动，都应当被认为包含在本发明的权利要求保护范围之内。