太阳能4G视频在线监测装置设计研究及应用

太阳能4G视频在线监测装置设计研究及应用

李佳城陈伟徐术超龚彦辉

（中国南方电网有限责任公司超高压输电公司曲靖局云南曲靖655000）

摘要：太阳能是一种干净的可再生资源，也是一种新能源，在人们的生活和工作中应用非常广泛，如果能够将太阳能转化为电能，并且实现在线监控的能源提供效果，那么就会具有无动部件，无噪声，无污染，可靠性极高的良性特点，尤其是在偏远地区的通信供电系统方面，应用前景是非常广泛的。尤其是目前电网结构的不断改革和完善，要求电力线路建设长足发展，有效的太阳能电池组件白天所吸收的太阳能转化为电能，并且通过充放电器控制储存电能，提供各项负载，那么太阳能电池组件，太阳能控制器，蓄电池和机箱支架等等，就可以构成非常完善的在线监测装置，对其设计和研究应用，将成为目前太阳能供电系统内研究的重要内容之一。

关键词：太阳能；4G视频；在线监测装置；设计研究；应用

引言

电网公司和国网公司不断提出，对于跨越性的高速铁路，高速公路重要的输电通道区段的监控和管理要求，由于国家建设对于电力电网和市政建设通路的复杂性需求，使得电网供电的安全运行也受到了很多挑战，为了避免电力线路免遭外力破坏，免遭杆塔倾斜和盗窃等的威胁，如果能有一种实时的24小时的在线监测体系和应用，那么就会使得因为人为因素或者外界因素可能被破坏的暴露在野外的系统能够更好的被监控，忍受自然天气和人为因素，从而给我国的供电体系和供电线路提供更好的保障。当前线路的跨路和终端对于无线视频监控装置提出的要求，主要是希望其有持续动态的监控和智能预警功能，彻底的解决一些外力破坏，并且提供一些预警和防盗的系统系报告，合理的安排人力资源和物力资源，避免对于居民和国家电网体系带来的不必要经济损失及安全隐患。

1.使用太阳能和监控系统结合的原因

太阳能很干净，而且是可以再生的新能源，人们的各个生活和工作领域中，太阳能都在逐渐的开始广泛的应用，太阳能没有噪音，而且没有污染，对地球环境来说是一个良性的利好资源，同时太阳能具有很大的可靠性，尤其是在一些严酷和恶劣的环境之下有很好的可使用性，对于供电系统稳定而长效的动态监测，就需要利用太阳能的电池组件，把白天所吸收的太阳能转化为电能之后，进行24小时动态监控。太阳能监控虽然是一种能源的提供，但是实际上它的提供方式也是比较复杂的，需要有太阳能电池组件，太阳能控制器，太阳能蓄电池和太阳能机架机箱等等，共同组成一个完整的太阳能监控能源提供系统。监控系统可以代替人的监督机制发挥作用，尤其偏远地区的视频监督和监控很有好处，这种监督是不可避免的，利用太阳能作为4G网络时代动能提供的核心部分，有很好的应用前景和应用意义。

2.4G与监控系统结合的过程中的重点与难点

2.1太阳能电池组件的成本控制

太阳能电池组件的使用寿命比较长，一般可长达20年，而太阳能电池组件的类型也很多，比如说单晶硅太阳能电池，多晶硅太阳能电池，非晶硅太阳能电池等等，一般来说应用比较稳固和广泛的是单晶硅，太阳能电池，单晶硅，太阳能电池往往具有更好的性能，将太阳能的辐射能量转换为电能之后，立刻的存储到蓄电池之内，而且光电转化效率较高，可以适应供电监控设备长时间在恶劣环境的需求。但是太阳能电池组件的成本控制目前还面临着很多问题，太阳能电池组件是太阳能供电系统中的核心部分，也是较为昂贵的部分，由于通信监控体系和结构的建设，需要大量的太阳能电池和太阳能组件，因此控制成本成为一大难点。

2.2合理的太阳能监控组件设计需求

如何确认合理的太阳能监控主机和监控体系的需求，目前不断提升的太阳能电池组件研究工作中，怎样解决其稳定性的问题是一个大难题，而为了使负载提供相匹配的电能，那么蓄电池需要太阳能控制器进行过充电的保护或者过放电的保护使得使用寿命得以延长，才能够避免结构体系故障的发生，蓄电池对于监控设备负载供电的保障得益于太阳能控制器的操作和稳固。

蓄电池和机箱支架是必不可少的两大连接结构，蓄电池储存电能，尤其是晚上或者阴雨天的负载用电大量需要蓄电池供给和完成，每个地区的日照资源和日照充足程度有显著的不同，而为了防止太阳能组件和太阳能监控体系受到不必要外力的损害和自然条件及环境的损害，就需要结合蓄电池的机箱支架和蓄电池本身来进行不断的改良及创新。目前在不同的环境和领域应该保证机箱的不同需求，比如说采用地埋式的安装，保证温度，为了防盗，保证安装的高度等等，机箱往往需要具有保温层，保温层可以确保蓄电池在河源稳定的工作环境之下进行工作。

3.4G太阳能在线监测装置的设计研究举措

3.1基本的结构定位需求

结构定位，实现工业级的百万像素高清输出，在保证分辨率的基础之上，尽可能采用符合SMPTE-292M标准的传输最大速率，只有在速度上保证了传输速率的最大需求，才能够在更加符合特定使用场景的过程中加强监测的可行性和监测效果，满足各种动态模式的发展需求并且实现和支持断电重启，恢复到特定预置位。目前太阳能的视频监测系统和供电体系，面临最大的问题就是不稳定的问题，太阳能转化为电能的过程较为繁琐，且面临电能储存不稳定的情况，因此要实现改良和改进，支持系统的远程升级，并且具备图像镜像和冻结的效果，才能够使4G太阳能在线监测系统具有更强的可行性。

3.2隐私场景和隐私资料的保护

网络信息和供电系统的连接，改善了人们的生活，同时也带来不稳定危险因素。在能源输出稳固的情况之下，提供在线监测设备隐私的遮蔽功能，有效的屏蔽隐私场景，另外应该保证在线测试系统具备软件拨码地址和软地址，这样产品在安装和调试的时候就能够支持软硬波段的频率调节需求，支持快节奏的视频格式匹配，解决误操作带来的不匹配问题，并且保护客户的隐私遮蔽。在更为稳固和安全的情况之下，视频信号保证尽可能更高的传输速率，便于使用者分析数据，并且记录。

3.3考虑到通信监测的野外环境

太阳能提供供电对于视频监控系统来说确实具有广阔的应用前景，人们希望能够实现一对一的检测方式，场景尽量不受限。在实现视频服务器支援，保障太阳能视频系统正常运行的过程中，要考虑到通信监测体系，在野外环境，如在偏远环境高速公路监控，边防线监控和通信基站监控，突发灾变监控的快速部署等各种需求，太阳能供电，确实是清洁卫生的绿色可再生资源，而太阳能供电的视频监控系统应该能够适用不同的视频采集，视频解码编码，视频数据传输和太阳能板的信息传输及警告模块多元化需求。基于平台开发工具来实现客户端的数据采集，并且实现一些功能和非功能性的需求，在系统架构的设计和功能设计方面，保障数据库设计能够适应不同场景的使用需要。

结论

4G太阳能视频在线监控监测装置是满足现代供电输电线路，跨越高速铁路，高速公路和重要输电管道的架空性区段需求所诞生的一种必然的产物，电力部门在安装这些动态监控系统的时候，已经考虑到了野外恶劣的监测环境，以及现场管理人员如何能进行便捷的监控信息调取。因此实现在线监测装置的设计和典型应用加速，从优化结构的角度入手，提升传感器的敏感度，提升动态监测的安全程度，加速在4G网络时代无线网络数据传输和监控支持范围的研究及实践工作进程。

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