基于北斗定位及短报文的无人区石油管道监测系统

1.一种基于北斗定位及短报文的无人区石油管道监测系统，其特征在于：包括：
无人机；
石油管道探测终端，设置于所述无人机上，用于采集并计算处理石油管道的原始红外图像数据和无人机的原始经纬度数据，判断原始红外图像数据是否异常，并将异常的红外图像数据和异常处的经纬度数据发送至用户端；
存储器，设置于所述无人机上，与所述石油管道探测终端相连，用于存储所述异常的红外图像数据和原始经纬度数据；
用户端，与所述石油管道探测终端无线通信，控制所述无人机飞行轨迹，接收所述异常的红外图像数据和异常处的经纬度数据并展示给用户。
2.根据权利要求1所述的基于北斗定位及短报文的无人区石油管道监测系统，其特征在于：所述石油管道探测终端包括：
红外数据采集装置，用于采集石油管道的原始红外图像数据；
定位装置，用于采集所述无人机的原始经纬度数据；
信息处理装置，与所述红外数据采集装置、定位装置、存储器互连，接收所述原始红外图像数据和原始经纬度数据，对其进行计算处理，并与正常红外图像数据对比以判断原始红外图像数据是否异常，从原始经纬度数据中提取异常处的经纬度数据；
通信装置，与所述信息处理装置互连，并同时与所述用户端无线通信，将异常的红外图像数据和异常处的经纬度数据发送至用户端。
3.根据权利要求2所述的基于北斗定位及短报文的无人区石油管道监测系统，其特征在于：所述红外数据采集装置包括：红外镜头和红外探测器，二者相连，所述红外探测器与所述信息处理装置互连。
4.根据权利要求2所述的基于北斗定位及短报文的无人区石油管道监测系统，其特征在于：所述定位装置采用UM220-III。
5.根据权利要求2所述的基于北斗定位及短报文的无人区石油管道监测系统，其特征在于：所述信息处理装置采用STM32单片机。
6.根据权利要求5所述的基于北斗定位及短报文的无人区石油管道监测系统，其特征在于：所述通信装置采用SIM900A。
7.根据权利要求5所述的基于北斗定位及短报文的无人区石油管道监测系统，其特征在于：所述存储器采用SD卡。
8.根据权利要求5-7任一所述的基于北斗定位及短报文的无人区石油管道监测系统，其特征在于：所述石油管道探测终端还包括GYM2003B，其北斗RDSS定位模块与所述STM32单片机相连，其北斗短报文模块与所述STM32单片机相连并同时与所述用户端无线通信。

基于北斗定位及短报文的无人区石油管道监测系统\n技术领域\n[0001] 本实用新型属于石油管道监测技术领域，尤其涉及一种基于北斗定位及短报文的无人区石油管道监测系统。\n背景技术\n[0002] 我国目前生产生活中所使用的能源种类中，石油占有极重要的地位，石油是人们在日常工作和生活中不可缺少的一种能量。石油自上世纪开始得到广泛应用后，各国就将石油安全问题列为国家战略。我国人大在2010年6月通过的《中华人民共和国石油管道保护法》，将石油管道运行安全问题上升到法律高度，石油供给管道，作为我国经济军事发展的命脉，对国家发展产生重大影响，其安全状况密切关系着国家安全，是我们必须重视和保护的国家设施之一。\n[0003] 各类石油管道事故和人为偷油现象越来越引起各级有关部门的重视，各级部门陆续出台了许多政策法规，规范油路管道运输，不法分子偷油现象和管道安全已经影响到了我国的国家安全。但是目前我国的石油管线监测不够完善，具有诸多弊端：\n[0004] 1、管道泄漏及腐蚀，管道周围的严重违规建筑，地下管理疏漏等一系列的问题，以及管道问题不能及时处理造成的巨大环境压力，都对石油管道的管理和巡查提出了更高的要求。\n[0005] 2、西气东输管道蜿蜒，油气管线总里程约5万余公里。油气管线已贯通四川、塔里木和青海等大油气区，已经形成大规模的油气管网。传统的人工巡线方式不仅工作量大而且条件艰苦，特别是对山区、河流、沼泽以及无人区等地的石油管道的巡检；或是在冰灾、水灾、地震、滑坡、夜晚期间巡线检查，所花时间长、人力成本高、困难大。此外，有一些巡检项目靠常规方法还难以完成。\n实用新型内容\n[0006] 为了解决上述问题，本实用新型提供一种基于北斗定位及短报文的无人区石油管道监测系统，该系统采用无人机技术按照预定设计的路线对石油管线进行连续、实时监测，并将承载于无人机上的石油管道探测终端获得的异常的红外图像数据和异常处的经纬度数据发送至用户端，实现油路管道状况的实时、动态监护和全方位、多角度的分析，通过无人机技术实现对无人区或在极端天气情况下的石油管路检测，降低人力成本，效率高。\n[0007] 为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：\n[0008] 一种基于北斗定位及短报文的无人区石油管道监测系统，包括：\n[0009] 无人机；\n[0010] 石油管道探测终端，设置于所述无人机上，用于采集并计算处理石油管道的原始红外图像数据和无人机的原始经纬度数据，判断原始红外图像数据是否异常，并将异常的红外图像数据和异常处的经纬度数据发送至用户端；\n[0011] 存储器，设置于所述无人机上，与所述石油管道探测终端相连，用于存储所述异常的红外图像数据和原始经纬度数据；\n[0012] 用户端，与所述石油管道探测终端无线通信，控制所述无人机飞行轨迹，接收所述异常的红外图像数据和异常处的经纬度数据并展示给用户。\n[0013] 进一步的，所述石油管道探测终端包括：红外数据采集装置，用于采集石油管道的原始红外图像数据；\n[0014] 定位装置，用于采集无人机的原始经纬度数据；\n[0015] 信息处理装置，与所述红外数据采集装置、定位装置、存储器互连，接收所述原始红外图像数据和原始经纬度数据，对其进行计算处理，并与正常红外图像数据对比以判断原始红外图像数据是否异常，从原始经纬度数据中提取异常处的经纬度数据；\n[0016] 通信装置，与所述信息处理装置互连，并同时与所述用户端无线通信，将异常的红外图像数据和异常处的经纬度数据发送至用户端。\n[0017] 进一步的，所述红外数据采集装置包括：红外镜头和红外探测器，二者相连，所述红外探测器与所述信息处理装置互连。\n[0018] 进一步的，所述定位装置采用UM220-III。\n[0019] 进一步的，所述信息处理装置采用STM32单片机。\n[0020] 进一步的，所述通信装置采用SIM900A。\n[0021] 进一步的，所述存储器采用SD卡。\n[0022] 进一步的，所述石油管道探测终端还包括GYM2003B，其北斗RDSS定位模块与所述STM32单片机相连，其北斗短报文模块与所述STM32单片机相连并同时与所述用户端无线通信。\n[0023] 采用本技术方案的有益效果：\n[0024] 本实用新型采用无人机技术按照预定设计的路线对石油管线进行连续、实时监测，并将承载于无人机上的石油管道探测终端获得的异常的红外图像数据和异常处的经纬度数据发送至用户端，实现油路管道状况的实时、动态监护和全方位、多角度的分析，通过无人机技术实现对无人区或在极端天气情况下的石油管路检测，降低人力成本，效率高。\n附图说明\n[0025] 图1是本实用新型的整体原理框图；\n[0026] 图2是本实用新型实施例的具体原理框图；\n[0027] 图3是本实用新型另一实施例的具体原理框图。\n具体实施方式\n[0028] 为了更好的理解本实用新型，下面结合附图对本实用新型作进一步阐述。\n[0029] 如图1所示，一种基于北斗定位及短报文的无人区石油管道监测系统，包括：无人机、石油管道探测终端、存储器和用户端；石油管道探测终端设置于所述无人机上，用于采集并计算处理石油管道的原始红外图像数据和无人机的原始经纬度数据，判断原始红外图像数据是否异常，并将异常的红外图像数据和异常处的经纬度数据发送至用户端；存储器设置于所述无人机上，与所述石油管道探测终端相连，用于存储所述异常的红外图像数据和原始经纬度数据；用户端与所述石油管道探测终端无线通信，控制所述无人机飞行轨迹，接收所述异常的红外图像数据和异常处的经纬度数据并展示给用户。\n[0030] 上述系统中，所述石油管道探测终端包括：红外数据采集装置，用于采集石油管道的原始红外图像数据。\n[0031] 定位装置，用于采集无人机的原始经纬度数据。\n[0032] 信息处理装置，与所述红外数据采集装置、定位装置、存储器互连，接收所述原始红外图像数据和原始经纬度数据，对其进行计算处理，并与正常红外图像数据对比以判断原始红外图像数据是否异常，从原始经纬度数据中提取异常处的经纬度数据。\n[0033] 通信装置，与所述信息处理装置互连，并同时与所述用户端无线通信，将所述异常的红外图像数据和异常处的经纬度数据发送至用户端。\n[0034] 优选的，如图2所示，所述红外数据采集装置包括：红外镜头和红外探测器，二者相连，所述红外探测器与所述信息处理装置互连；由于北方大部分油田原油在传输时需要加热进而辐射红外能量，故可利用红外镜头将管路的热辐射聚焦到红外探测器，红外探测器将热辐射光信号转换为表征热辐射的图像电信号，即得石油管道的原始红外图像数据。\n[0035] 优选的，所述定位装置采用UM220-III，利用北斗卫星导航系统对无人机进行导航定位，采集其实时经纬度数据，即得无人机的原始经纬度数据；UM220-III在信号较好时可以搜索到9颗北斗定位卫星，串口波特率采用9600bit/s，一秒发送一次串口数据，可以全天候的实现定位数据采集。\n[0036] 优选的，所述信息处理装置采用STM32单片机。\n[0037] STM32单片机接收所述红外探测器传回的原始红外图像数据和UM220-III传回的原始经纬度数据后，对原始红外图像数据先进行去噪和增强处理，再采用基于最大类内距离比准则的递归带通分割法对其进行自动闲值分刻，最后结合Freeman 直线链码方法对细化后的图像数据进行骨架跟踪处理，提取石油管道主干，得到石油管道的最终红外图像数据，并将该数据与预设其内的管道红外图像数据进行对比，判断最终红外图像数据是否异常，若出现异常，从原始经纬度数据中提取出异常处的经纬度数据。\n[0038] 优选的，所述通信装置采用SIM900A；将异常的红外图像数据和异常处的经纬度数据以短信方式发送至所述用户端。\n[0039] 优选的，所述存储器采用SD卡，实时保存所述异常的红外图像数据和原始经纬度数据。\n[0040] 下面对本实施例的工作原理作完整的描述。\n[0041] 无人机根据用户端预设的飞行轨迹进行飞行巡线，用户端下达控制指令，石油管道探测终端开始检测。\n[0042] UM220-III利用北斗卫星导航系统对无人机进行导航定位、采集无人机的原始经纬度数据，并将该数据传送至STM32单片机，SD卡保存该原始经纬度数据。\n[0043] 同时，红外镜头和红外探测器采集石油管路的原始红外图像数据，并将该数据传送至STM32单片机。\n[0044] STM32单片机接收到原始经纬度数据和原始红外图像数据后，对原始红外图像数据进行计算处理得到最终红外图像数据，并将该数据与预设的管道红外图像数据进行对比，判断最终红外图像数据是否异常，若出现异常，从原始经纬度数据中提取出异常处的经纬度数据，SD卡保存异常的红外图像数据。\n[0045] SIM900A将异常的红外图像数据和异常处的经纬度数据以短信方式发送至用户端。\n[0046] 用户端接收到异常的红外图像数据和异常处的经纬度数据后，根据该数据还原异常处的红外图像，根据该红外图像判断异常处的故障模型属于管道泄漏、违规建筑或是环境异常中哪一种，并展示给用户。\n[0047] 如图3所示，是本实用新型的另一实施例，该实施例与上述实施例的唯一区别在于：所述石油管道探测终端还包括GYM2003B，其北斗RDSS定位模块与所述STM32单片机相连，其北斗短报文模块与所述STM32单片机相连并同时与所述用户端无线通信。\n[0048] 本实施例中，正常情况下，由UM220-III利用北斗卫星导航系统对无人机进行导航定位、采集无人机的原始经纬度数据，由SIM900A将异常的红外图像数据和异常处的经纬度数据以短信方式发送至用户端；当SIM900的信号不稳定时，由GYM2003B的北斗RDSS定位模块采集无人机的原始经纬度数据，由北斗短报文模块将异常的红外图像数据和异常处的经纬度数据发送至用户端，以弥补电信基站覆盖不全，无线网络通讯不佳等GSM通讯方式的不足。\n[0049] 采用本技术方案的有益效果：\n[0050] 本实用新型采用无人机技术按照预定设计的路线对石油管线进行连续、实时监测，并将承载于无人机上的石油管道探测终端获得的异常的红外图像数据和异常处的经纬度数据发送至用户端，实现油路管道状况的实时、动态监护和全方位、多角度的分析，通过无人机技术实现对无人区或在极端天气情况下的石油管路检测，降低人力成本，效率高。\n[0051] 以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。