摘要：对于当下变电站中环境监测和警报情境，本文重点提出了一种在无人机技术基础上的环境监测系统，它能够实现对变电站温湿度、噪音及烟雾等方面的监测，从而帮助人员及时排除问题，防止出现设备损坏以及供电异常。这一系统的运用对于变电站的维护和监测有很重要的价值。
关键词：变电站；环境监测系统；无人机
引言：
在居民供电当中变电站是非常重要的一项基础设施，它的可靠性是会直接关系到整个电网的稳定与安全。由于电网的进一步扩张使得变电站站点变得分散起来，因此这就给其监控带来了很大的难度。从目前整个系统发展情况来看，通过互联网技术改造传统电力，实现系统智能化已经是基本趋势。目前绝大多数变电站都已经实现了无人参与的智能化监控，即在监控中心当中实现对各个终端设备数据的采集与监测，并在智能算法之下对其运行状态进行判别。最近几年无人机发展迅猛，也渐渐被运用到了各个行业之中，电力行业也不例外。因此以下就提出了一种在无人机基础上的变电站环境监测系统。
一、系统概述
在该系统之中主要包含有三个方面的内容，分别为数据收集从主节点以及无人机[1]。其中为了将装置的可靠性和检测的可靠性提升上去，数据收集从节点的传感器采用了烟雾、温湿度、噪声以及红外测温等方面的传感器。在数据收集主节点之中重点针对的是各个节点及无人机，以此实现数据的整合、展现、云端上传以及预防警报。在无人机方面它重点可以对那些比较危险，同时不易被监测的地方进行监测，同时还可以实现在恶劣天气之下使用，以此降低了人工巡查的危险程度以及实现了监测不易监测位置的目的。
二、硬件系统
该系统的硬件包含的主要部分就是整个系统结构，即数据从节点、主节点以及无人机三个方面：在这之中其从节点会在自带的传感器作用下实现对整个变电站各项环境数据的采集，然后在无线网络的作用下将其发送出去；无人机存在的主要作用就是将摄像头上面所收集到的实时视频画面实施回传；主节点主要是进行数据整合、展现以及通过语音或者是声音、光等进行报警[2]。
在控制模块方面，其数据从主节点重点运用的是ARM处理器，该处理器之中设置了多个I/O端口以及各类通信方式，同时成本低、性能高、耗能低。在环境监测模块方面，主要运用到了温湿度、噪声、烟雾以及红外测温等传感器。1）其中温湿度传感器当中的核心就是电阻式感湿元件和测温元件，是一种具有已校准数字信号输出温湿度复合型的传感器，它体积非常小，具有极强的抗干扰能力，同时能耗小、精准度高、性价比高以及响应迅速等优势。2）而烟雾传感器它的主要作用就是针对空气当中的烟雾采取离子吸附能力去进行信号采集。当信号在产生之后，它会通过滤波处理实现采集，并在二阶滤波电路之下实现对信号的优化和完善，最后再将其输入到处理器之中实现模数转换，并得到一个可以运用的熟悉信号。3）噪声传感器它能够对变电站周围环境的声音强度进行监测，其灵敏度可以进行调节，同时通过比较器进行输出，整体信号非常干净，同时具有很强的驱动性及波形。在工作的时候电压比较低，同时设置有固定的螺栓孔，在声音感应方面非常强，测量结构也都十分准确。4）红外测温模块在温度补偿技术的支持下能够将环境温度测量出来。它可以有效承受一定的热冲击，并能够在很宽泛的温度变化环境之中保持基本的精准度。最终其校准的数据与产品本身的序列号会保存到模块之中。
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在无线通信模块之中，为了确保采集到的数据能够实现远距离的通信传输，系统主要将ZigBee无线模块所构成的无线通信网络运用了进去，从而有效实现了对环境数据的接收与传输[3]。在整个系统之后设置多个无线通信模块，基本上能够达到远距离通信，同时还具有低能耗、低成本以及信号稳定等特点。
三、软件系统
整个系统的软件设计基本上可以实现对整个系统的信息收集、传输、展示以及警报等功能，然后每一从节点都可以实现对环境信息的收集与，再通过上述的无线通信网络去进行各项信息的传输，并对无人机上的视频进行采集和回传。最后再在主节点上达到信息整合。展示和警报。在该软件当中其主要内容包含有三个方面：
第一，PC机。在Labview之下对PC机进行编写，从而生成文件并进行使用。在PC机之下能够实现数据的采集、展示、存储、读取及数据的传输等基本功能。其中数据的收集就是判断那些发送到主机上面的各段数据，重点是判定其数据的正确性以及数据的来源，最终实现数据的分类与处理。而出库的展示就是把已经收集到的信息在进行系统分类之后在显示空间的基础上显示出来。重点显示的内容主要包含有各个节点的温湿度、烟雾数值以及噪声数值等等。数据的储存就是将已经接收到的数据进行记录并存储的一个过程，这样一来可以便于今后的查看。在数据被存储之后，数据会直接被保存到系统所指定的Excel表格当中[4]。数据的读取就是将储存在电脑上面的数据读取出来，重点对其表格中的数据进行读取，然后最终数据会通过图表的形式展现出来，以便于监测者进行查看。数据的传输一般指的就是对数据进行下发，也就是通过PC机给各个从节点发出相应的数据指令，一般灯光的关合及排风扇的关合都会在PC机上的按钮下实现良好的控制。
第二，云端。这一部分的使用依旧是将已经接收到的信息实施进行储存、展示及读取和传输。但是云端的优势就在于它可以促使监控者随时随地去查看数据，实现了对变电站环境情况的远距离监控与操作，并且还实现了数据存储和储存空间的节约。
第三，无人机监控。无人机在检测到相应的图像信息之后会将其回传到终端，然后监测者就可以运用电脑或者是智能手机去进行查看，从而更便于监控着对其无人机进行操控，最终实现对数据的智能化监控与采集。
四、结束语
上述重点描述了在无人机基础上的一种变电站环境监测系统，它综合使用了无线传感器网络、嵌入式以及无人机等技术实现了对整个变电站当中环境及设施的保护及监测。该系统设计合理，具有极强的拓展性能，并可以节约资源，所以整体应用前景比较广阔。
参考文献：
[1]孟延辉，赵冀宁，付炜平，etal.无人机在变电站巡检中的应用研究[J].电工技术，2018，483（21）：102-103.
[2]邱洋，苑俊英，陈海山.一种基于无人机的多传感器环境监测平台[J].电子技术与软件工程，2019，150（04）：84-85.
[3]赵彩霞.基于无人机的自动化环境监测系统[J].科技经济导刊，2018，26（32）：64.
[4]唐伟，雷亚兰，张洁，etal.无人机下变电站数据采集与监控系统的设计与实现[J].电子设计工程，2019，27（12）：43-46.
论文作者:范君杰,贺可红
论文发表刊物:《基层建设》2019年第25期
论文发表时间:2019/12/4
标签：无人机论文; 数据论文; 变电站论文; 节点论文; 系统论文; 传感器论文; 环境论文; 《基层建设》2019年第25期论文;