基于可见光通信物联网智能化的电气设备测试系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于可见光通信物联网智能化的电气设备测试系统及方法，所述电气设备测试系统包括数据采集系统、可见光通信系统、数据处理系统，其中：所述数据采集系统用于采集被测试系统运行过程中的图像数据，并发送至可见光通信系统；所述可见光通信系统用于通过可见光传输方式将图像数据转发至数据处理系统；所述数据处理系统用于对图像数据进行数据分类和数据处理，并根据数据分类和数据处理的结果对电气设备进行反馈控制，将所得到相应的参数与分析结果呈现给工作人员，同时保存在数据库中。本发明专利技术代替了繁重和效率低的人工诊断任务，降低了工作人员的安全风险，提到了电气设备测试的效率。

【技术实现步骤摘要】
基于可见光通信物联网智能化的电气设备测试系统及方法
本专利技术属于可见光通信、物联网、人工智能和自动化领域，涉及一种基于可见光通信物联网智能化的电气设备测试系统及方法。
技术介绍
现代社会在科技的推动下，得到了前所未有的飞速发展。人工智能、物联网、大数据分析、可见光通信6G等新技术的兴起，全球新一轮的产业变革和科技革命正在加速演变。此时，电力工业正朝着由传统电气时代向智能新能源电气时代发展。电气设备物联网的实时状态感知技术、人工智能和电气自动化技术的融合，有效的促进了电力系统自动化和智能化的产业升级。无论是生活、科研、医疗及生产等各行各业都需要大量的与稳定的电力资源供给。由于电气设备总是长时间不间断工作，所处的工作环境复杂多变的因素，一直存在一些安全隐患，甚至会出现故障造成严重的安全事故。电气设备的良好运行状态，是保证电力资源能稳步安全供应的重要前提。为切实有效的了解电气设备运行状态与工作性能，我们需要对电气设备或电子设备，进行设备物联网智能化测试以采集相应的数据和反馈控制。可见光通信技术(VLC)是以LED为载体的新兴可见光无线通信技术。科技的快速发展，人们对无线通信业务日益增长的需求，使得无线网络承载的信息交流趋向高速化，功能不断完善化，类型丰富化发展。可见光通信作为一种全新的高速数据接入模式，与传统的无线射频通信和其他光无线通信相比，可见光通信具有保密性、安全性、高速性、宽频谱等特点。可见光通信不但可以使用无限频谱资源，来缓解现在通信频谱资源紧张的优势，而且在6G通信到来时可直接并网接入，在全球范围内得到发展。与此同时，可见光通信不但可以快速搭载应用在现有的基础设施、高功率与大带宽的通信、有辐射干扰的环境，而且可以快速构建抗截获抗破解的通信空间。特别适用于电气设备测试这一个领域，具有极高的实用性价值。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种基于可见光通信物联网智能化的电气设备测试系统及方法，用于弥补现在很多对被测试系统的整体运动状态、视觉状态、所处环境无电磁干扰、数据传输无延迟等有要求情景下的不足，以及解决使用各种传感器等模数转换装置进行数据采集测试方式不便的难题。同时，代替了繁重和效率低的人工诊断任务，降低了工作人员的安全风险，提到了电气设备测试的效率。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：一种基于可见光通信物联网智能化的电气设备测试系统，包括数据采集系统、数据处理系统、与数据采集系统和数据处理系统分别以可见光无线传输方式进行数据交互的可见光通信系统，其中：所述数据采集系统用于采集被测试系统运行过程中的图像数据，并发送至可见光通信系统；所述可见光通信系统用于通过可见光传输方式将图像数据转发至数据处理系统；所述数据处理系统用于对图像数据进行数据分类和数据处理，并根据数据分类和数据处理的结果对电气设备进行反馈控制，将所得到相应的参数与分析结果呈现给工作人员，同时保存在数据库中。一种利用上述电气设备测试系统进行基于可见光通信物联网智能化的电气设备测试方法，包括以下步骤：S1、数据采集系统采集运行过程中的被测试系统的图像数据，并发送至可见光通信系统；S2、可见光通信系统通过可见光传输方式将图像数据转发给数据处理系统；S3、数据处理系统对图像数据进行数据分类和数据处理，得到相应的参数与分析结果并在数据库中保存。相比于现有技术，本专利技术具有如下优点：1、本专利技术实现了物联网的全方位迅速感知处理功能，对电气设备测试的实时运行状态检测及反馈控制，能够在设备出现问题时第一时间报警、停运系统以及采取必要的防控措施，通过针对问题器件的一对一补救，从而避免安全事故的发生。2、本专利技术降低了传统测试方式依靠人力投入大量的人力资源和财力资源的损耗，简化了电气设备故障排除人员的工作繁琐重复流程，实现了智能化的一站式信息获取，为进一步进行精细化的数据分析处理提供良好的基础，提高了电气设备测试方法的效率。3、本专利技术利用可见光通信抗电磁干扰、绿色环保、带宽无限万物互联及超快速的大数据传输的核心优势，提供了全新的可见光通信物联网智能化的电气设备测试系统，可以在核电站、变电站和高压输电网等有强电磁干扰的场所进行安全稳定的通信传输，保证了电气设备测试的采集数据的完整传输。基于FPGA嵌入式系统的可见光通信，以FPGA极快的并行运算速度实现了高速的实时通信。4、本专利技术利用FPGA嵌入式系统的可编程功耗，可以将非关键路径的功耗降低，实现了通信的功效最大化，同时也提高了可见光通信物联网智能化的电气设备测试系统的通信单元使用寿命。附图说明图1是本专利技术中可见光通信物联网智能化的电气设备测试系统的结构图；图2是本专利技术中红外热像仪原理图；图3是本专利技术中可见光通信基本原理框图；图4是本专利技术中基于FPGA嵌入式的正交频分复用(OFDM)可见光通信系统结构图；图5是本专利技术中卷积神经网络数据处理的原理图；图6是本专利技术中可见光通信物联网智能化的电气设备测试方法流程图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的技术方案作进一步的说明，但并不局限于此，凡是对本专利技术技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本专利技术技术方案的精神和范围，均应涵盖在本专利技术的保护范围中。具体实施方式一、本实施方式提供了一种基于可见光通信物联网智能化的电气设备测试系统，如图1所示，所述电气设备测试系统包括数据采集系统2、数据处理系统4、与数据采集系统2和数据处理系统4分别以可见光无线传输方式进行数据交互的可见光通信系统3，其中：所述数据采集系统2采集被测试系统1运行过程中的图像数据，并通过可见光通信系统3转发至数据处理系统4；所述数据处理系统4对图像数据进行数据分类和数据处理，并根据数据分类和数据处理的结果对电气设备进行反馈控制，将所得到相应的参数与分析结果呈现给工作人员，同时保存在数据库中，实现了物联网的全方位迅速感知处理功能，对电气设备测试的实时运行状态检测及反馈控制，能够在设备出现问题时通过呈现给工作人员的数据第一时间报警，与此同时数据处理系统4及时的做出反馈控制，切断电气设备的电源停运系统以及采取必要的防控措施，再针对问题器件的一对一补救，从而避免安全事故的发生。本实施方式中，被测试系统1为硬件装置，数据采集系统2、可见光通信系统3、数据处理系统4可以是硬件装置也可以是软件系统。本实施方式中，被测试系统1不包括数据采集模块。本实施方式中，数据采集系统2实现的硬件平台是红外热像仪。红外热像仪由红外光学成像物镜、光栅、红外探测器、成像电路组件组成。如图2所示，红外热像仪的工作原理是使用光电设备来检测和测量辐射，利用红外探测器和光学成像物镜接收被测目标的红外辐射能量分布图形，投射到红外探测器的光敏元件上，从而获得红外热像图。红外热像仪原理的整体功能实施方式为：电气设备测试时一旦出现事故，故障部件会迅速升温，物体的红外辐射透过红外镜头调整焦距，经过光栅形成光谱，将红外辐射能量分布图形投射到红外探测本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于可见光通信物联网智能化的电气设备测试系统，其特征在于所述电气设备测试系统包括数据采集系统、数据处理系统、与数据采集系统和数据处理系统分别以可见光无线传输方式进行数据交互的可见光通信系统，其中：/n所述数据采集系统用于采集被测试系统运行过程中的图像数据，并发送至可见光通信系统；/n所述可见光通信系统用于通过可见光传输方式将图像数据转发至数据处理系统；/n所述数据处理系统用于对图像数据进行数据分类和数据处理，并根据数据分类和数据处理的结果对电气设备进行反馈控制，将所得到相应的参数与分析结果呈现给工作人员，同时保存在数据库中。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于可见光通信物联网智能化的电气设备测试系统，其特征在于所述电气设备测试系统包括数据采集系统、数据处理系统、与数据采集系统和数据处理系统分别以可见光无线传输方式进行数据交互的可见光通信系统，其中：
所述数据采集系统用于采集被测试系统运行过程中的图像数据，并发送至可见光通信系统；
所述可见光通信系统用于通过可见光传输方式将图像数据转发至数据处理系统；
所述数据处理系统用于对图像数据进行数据分类和数据处理，并根据数据分类和数据处理的结果对电气设备进行反馈控制，将所得到相应的参数与分析结果呈现给工作人员，同时保存在数据库中。


2.根据权利要求1所述的基于可见光通信物联网智能化的电气设备测试系统，其特征在于所述数据采集系统为红外热像仪。


3.根据权利要求1所述的基于可见光通信物联网智能化的电气设备测试系统，其特征在于所述可见光通信系统采用了基于FPGA嵌入式的正交频分复用数字通信调制解调技术，由可见光通信系统发射端和可见光通信系统接收端两大部分组成，可见光通信系统发射端包括发射端QAM自适应映射器模块、发射端IFFT模块、添加CP模块、添加PN码模块、高速数字模拟转换器DAC模块、光发射模块，可见光通信系统接收端包括光接收模块、高速模拟数字转换器ADC模块、符号定时同步模块、移除CP模块、移除PN码模块、接收端IFFT模块、信道估计与均衡模块、导频提取与相位补偿模块、接收端QAM自适应映射器模块、UART串口模块，其中：可见光通信系统发射端将图像数据输入到发射端QAM自适应映射器进行OFDM调制；在发射端QAM自适应映射器中在导频子载波上插入调制符号，输出16路并行Hermitian数据对称的TS频域数据至发射端IFFT模块；发射端IFFT模块对数据进行并行处理与数字限幅后，添加CP模块添加CP与添加PN码模块添加PN码对实部数据进一步处理，最后高速数字模拟转换器DAC将数字信号转换为模拟信号，传给光发射模块进行通信传输；可见光通信系统接收端的光接收模块收到光...

【专利技术属性】
技术研发人员：钟菲，杨文俊，张红，刘洋，孙至立，孔才华，蒋传伟，张鑫蔚，
申请(专利权)人：长春工程学院，
类型：发明
国别省市：吉林;22