电力设备红外热成像监测系统的软件设计及实现

特点：外挂式界面库、 扩展的MFC类
综上：选择利用BCG界面库作为系统界面实现方案
2. 系统参数及环境配置模块流程
开始
读取配置
N
改变参数配置？
Y
启动配置界面进行配置
保存配置？
Y
保存配置文件
N
返回主界面
开始(图像数据传输)
系统关闭？
N
Y
写当前配置参数到配置文件
结束
3.红外图像处理模块流程
开始
保存原始数据？
红外 探测
器
信号 处理
图像 信号 输出
控制装置
1
热成像原理
温度高于绝对温度(-273℃)的物体表面不 断地辐射红外线，重新排列来自探测器信 号就能形成与景物辐射分布相对应的热图 像。
2
测温原理
物体的红外辐射能量的大小及其波长的分 布与它的表面温度有着十分密切的关系。 通过对物体自身辐射的红外能量的测量， 便能准确地测定它的表面温度。
监
数据采集
找到对应设备并打开，完成红外热图数据的采集
测 红外图像数据处理
软
件
图像显示及存储
对原始红外热图进行处理提高其层次感、可视度 对本地监测点、远程监测点图像的切换显示 ，图像存储
主
分析统计工具
红外图像进行分析统计
要
分析报告
实现分析、统计的图表化，分析统计数据可以用报告的方式
设
保存
计
监测细节显示
包括当前时间、被测设备的名称和编号、实时温度显示等
目
温度跟踪显示
根据指定模式追踪显示温度信息
标
异常预警
根据用户设置安全阈值，超过阈值系统可完成报警、自动记
录异常信息等功能。
监测软件总体设计
界面显示
主控模块
数据处理模块
滤 波 处 理
温 度 标 定
拉 伸 处 理
伪 彩 色 处 理
原始数据采集
功能模块
参数配置 图形显示/存储
电力设备红外热成像监测系统 的软件设计及实现
论文主要内容
01
课题来源及研究背景
02
监测软件需求和总体设计
03
主要功能模块设计及实现
04
结果验证及工作总结
01
课题来源及研究背景
5
5 4.5
4 3.5
3 2.5
2 1.5
1
0.5
0
4.41
3 2
1995 2000 2004 发电装机容量
(亿千瓦)
2008
保存8位原始数 据写入缓冲区
非均匀校正
保存16位原始 数据
Y
温度标定
滤波
是否计算温度？
N
灰度拉伸
Y
是否显示灰度图像？
N
伪彩色处理
图像显示
4.红外图像分析统计报告模块
分析工具：点分析、线分析、面分析、等温分析、最 大最小值分析
统计工具：柱状统计图 、线性分析曲线 分析报告:分析结果表
红
外 灰
位移1078个字节
界面效果演示
系统参数与环境配置模块测试
图像处理模块功能测试
(a)原始红外图像
(b)滤波
(c)灰度变换
(d)伪彩处理
红外图像分析统计报告模块测试
R2
P4
L1
R1 P2
L2 P3
L4
P1
L3
P5
L5
系统集成测试
电力工业发展状况
1.电力工业高速发展
- 发电装机容量和投产规模不断加速 - 电网规模不断扩大
2.对电力安全提出更高要求
- 影响安全因素增多，事故波及范围广， 损失大
电力设备 检测手段的对比
传统检测手段的局限：
1.以安排人员巡检为主，成本高 、故障发现率低
2.不能及时发现内部热缺陷，测 温区域小
3.接触式测温，存在安全隐患
IDDS监测场景分析
电力设备 现场监测
电力设备ຫໍສະໝຸດ Baidu
数
电力设备
电力设备
据
采
集
数据传输网络
监测软件 所处位置
远程监测
通信网络
监测软件系统
数 据 存 储 服 务 器
数 据 库
监测软件系统
监测软件功能需求分析
图形用户界面(GUI)
为用户提供接口简洁、方便快捷的图形用户界面
环境变量与参数配置
初始化各项参数配置，支持对系统参数变量的重置
度
图
像
位 图
完成指定分析
数
据
中
间 温度标定算法
温
像
度
素
值
值
04
结果验证及工作总结
实验室测试场景
运行监测软件的PC
红外成像仪
红外辐射
被测对象
测试目标
系统正常显示被测对象当前图像、温度信息，显示效果良好； 系统正常显示各站点详细信息，如时间、温度、站点名称等； 分析工具功能正常，可生成分析报告，分析数据可存入数据库； 被测对象温度超过设定阈值时，系统能报警提示温度异常并记录异常信息。
红外成像测温的优越性：
1.非接触在线成像测温 2.测温范围广、环境适应力强、灵敏 度高、安全性好
❖ 校企合作项目— IDDS (Irda Detect And Diagnose System)电力设备红外监测系统的研究与开发
02
监测软件需求和总体设计
红外热成像测温原理
景物 辐射 分布
场
红外 光学 系统
预警处理
分析子系统
分 析
统 计
报 告
数 据 库
03 主要功能模块的设计及实现
主要工作内容
1
用户图形界面GUI
2
参数及环境配置模块
3 红外图像处理模块
4 红外图像分析报告模块
1. GUI的设计及实现
Delphi、Visual C++混合编程实现
优点：开发快速、简单 缺点：开发平台、语言 不统一
利用BCG界面库实 现GUI