項目簡介

變電站是發(fā)電廠與用電用戶間的重要聯(lián)系紐帶，為了極早發(fā)現(xiàn)安全隱患以避免非計劃性的停電事故，定期巡視站內(nèi)電氣設(shè)備是必不可少的工作。早期，電力系統(tǒng)的設(shè)備監(jiān)測主要靠巡檢員來完成。但在設(shè)備數(shù)量繁多的大型變電站內(nèi)由工作人員來巡檢，難免會有疏忽遺漏的問題;而地處偏遠(yuǎn)且環(huán)境惡劣的變電站，定期派員巡檢亦相當(dāng)不易。因此，近幾年來運用巡檢機器人全天候地在無人或少人值守的變電站進行定期巡檢已成為一種趨勢。

一般而言，變電站巡檢機器人之運作流程是：先透過無線網(wǎng)絡(luò)接收監(jiān)控中心的巡檢指令，并依照系統(tǒng)所指定的路徑行進;沿路則得透過高解析攝影機拍照、以及透過紅外線系統(tǒng)測溫，并立即將數(shù)據(jù)傳送給監(jiān)控中心;巡檢過程中若發(fā)現(xiàn)異常，還需自動發(fā)出警示以通知相關(guān)人員;完成巡檢后則必須回到充電室自動充電或等待下一次巡檢任務(wù)。而要達(dá)到這樣的巡檢要求，機器人內(nèi)部必須囊括相當(dāng)多的硬件裝置，因此若沒有強而有力的嵌入式計算機作為控制核心，機器人是無法扮演好「電力巡檢員」的角色。

研華的UNO-2483G與UNO-2272G高效能無風(fēng)扇嵌入式計算機既提供了足夠的性能來處理大量且復(fù)雜的運算工作;采強固與緊湊設(shè)計的特色則能適應(yīng)惡劣的戶外環(huán)境與安裝空間有限的應(yīng)用;支持多種I/O接口與iDoor技術(shù)不僅能連接各式各樣硬件裝置、亦提供了彈性擴充的靈活度;再加上研華專業(yè)的技術(shù)團隊于機器人開發(fā)期間提供的專業(yè)協(xié)助，都讓系統(tǒng)整合廠商能早日完成項目開發(fā)，并順利將機器人導(dǎo)入變電站提供巡檢服務(wù)。

系統(tǒng)需求

專為電力產(chǎn)業(yè)提供軟硬件開發(fā)及系統(tǒng)整合服務(wù)的一家中國高科技企業(yè)，其針對智能電網(wǎng)、電力調(diào)度控制、輸配電、變電站管理等應(yīng)用不斷引進新的IT技術(shù)。在完成諸多開創(chuàng)性的研究并開發(fā)出多種解決方案之下，因而贏得了好口碑與客戶認(rèn)同。近來，該公司為實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控電力設(shè)備之應(yīng)用，開始投入變電站巡檢機器人之研發(fā)，以便能代替或輔佐巡檢員來檢視站內(nèi)的相關(guān)設(shè)備。由于變電站巡檢機器人必須透過多種硬件裝置才能如預(yù)期地執(zhí)行巡檢任務(wù)，因此，該公司需要配置性能卓越又堅固耐用的嵌入式計算機來主控機器人。

而根據(jù)變電站內(nèi)不同區(qū)域的應(yīng)用需求，這家系統(tǒng)整合廠商目前正在設(shè)計的是標(biāo)準(zhǔn)型與簡易型的變電站巡檢機器人。兩款機器人除了外型尺寸與功能略有不同之外，其所需的嵌入式計算機必須符合以下條件：

●體積小、重量輕的機種以便能嵌入空間有限的機器人車身內(nèi);

●采用高性能之Intel處理器以因應(yīng)需要高速與大量運算的需求;

●寬溫與強固設(shè)計確保系統(tǒng)在戶外行駛過程中仍可穩(wěn)定運作;

●提供各種I/O接口來連接各式各樣的硬件裝置;

●提供方便擴充的解決方案以便能自由地為系統(tǒng)添加新功能。

系統(tǒng)概述

研華UNO-2483G與UNO-2272G這兩款嵌入式無風(fēng)扇工業(yè)計算機足以勝任機器人「大腦」的工作。透過多種I/O接口來連接無線AP、GPS模塊、CCD攝影機、紅外線熱像儀、負(fù)責(zé)運動控制之?dāng)?shù)字信號處理器(DSP)等多種硬件裝置，安裝于機器人車身內(nèi)的UNO計算機即會高速處理圖像、視頻、電子地圖、GPS定位等數(shù)據(jù)，讓變電站巡檢機器人能完成接收指令、啟動巡檢、拍照收集信息、實時上傳照片、發(fā)送警訊、巡檢后自動歸位等一連串的動作。

此項目的標(biāo)準(zhǔn)型變電站巡檢機器人采用的是UNO-2483G。由于這款計算機尺寸緊湊(252x149x62mm)、僅重1.6公斤，因此除了非常容易嵌入空間有限的機器人車身內(nèi)，同時也減輕了靠輪子來前進和轉(zhuǎn)彎的巡檢機器人之載重負(fù)荷。搭載了性能頂級的IntelCorei7處理器，使UNO-2483G不僅可以高速處理大量的數(shù)據(jù)，對于照片與視頻這類較為復(fù)雜的運算工作也能輕松完成。

而項目中的簡易型變電站巡檢機器人，因為所需計算機的尺寸與I/O接口不同于標(biāo)準(zhǔn)型機器人，因此既小又輕的UNO-2272G(尺寸：157x88x50mm、重量：0.8公斤)正好吻合其輕量化需求。雖然該產(chǎn)品是掌上型嵌入式計算機，但內(nèi)建IntelCeleronJ1900四核心處理器讓其擁有足夠的性能來處理復(fù)雜的任務(wù)。

兩款UNO計算機均是無風(fēng)扇設(shè)計、可選用SSD固態(tài)硬盤、具備-20°C至60°C寬溫作業(yè)能力、通過IEC抗振動和抗沖擊測試等特色，因此對于機器人的穩(wěn)定運作提供了可靠的保障。而串行端口、網(wǎng)絡(luò)端口、USB端口、顯示端口、音頻端口等多樣化的I/O接口則滿足了項目需要連接各式各樣硬件裝置的需求。

值得一提的是，研華的iDoor技術(shù)為系統(tǒng)整合廠商提供了彈性擴充的選擇，設(shè)計者不再受限于嵌入式計算機的既有規(guī)格，而能依應(yīng)用需求以模塊化方式來添加所需功能。此項目就利用UNO計算機上的mPCIe擴展槽加裝了iDoor模塊，藉此增加更多的串行端口來連接硬件裝置。

專案導(dǎo)入

系統(tǒng)架構(gòu)圖

結(jié)論

在無時無刻都需要使用電力的現(xiàn)代社會中，穩(wěn)定的供電攸關(guān)著民生日用與經(jīng)濟發(fā)展，因而促使能實時回饋、提前預(yù)警、減輕維運人員工作量并提高工作效率的變電站巡檢機器人之應(yīng)用受到了廣泛地重視。但變電站巡檢機器人能否靈活實用?能否確切地執(zhí)行巡檢任務(wù)?其內(nèi)嵌的計算機是關(guān)鍵。

研華的高性價比UNO-2000系列嵌入式計算機，不論是在尺寸大小、運算性能、耐用性、穩(wěn)定性、擴充性等諸多方面都能滿足變電站巡檢機器人對硬件平臺有相對較高之要求。而且深耕電力產(chǎn)業(yè)多年的研華不僅有豐富的產(chǎn)品、也有多年的實務(wù)經(jīng)驗，可以扎實的技術(shù)能力協(xié)助系統(tǒng)整合廠商于新產(chǎn)品開發(fā)與測試期間解決各種難題，讓其創(chuàng)新研發(fā)的變電站巡檢機器人得以早日投放市場。