电力线路巡检空中机器人上位机软件设计
基于iOS的无人机上位机软件设计
基于iOS的无人机上位机软件设计无人机技术的快速发展为无人机上位机软件的设计提出了更高的要求。
作为无人机的远程控制软件，上位机软件需要具备稳定、高效、易用的特点，以实现无人机的远程控制、数据传输和任务规划等功能。
本文基于iOS平台，从设计的角度对无人机上位机软件进行了探讨。
一、导言二、需求分析1. 远程控制：上位机软件需要能够实现对无人机的远程控制，包括飞行姿态、速度、高度等参数的调节和控制。
2. 数据传输：上位机软件需要能够实现对无人机传感器数据的实时传输和展示，如摄像头图像、GPS定位、气象数据等。
3. 任务规划：上位机软件需要能够实现对无人机的任务规划和路径规划，包括飞行路径的设定、航点的设置等功能。
4. 用户界面：上位机软件需要具备直观、友好的用户界面，以便操作员可以方便地进行操作和控制。
三、设计思路1. 架构设计：上位机软件采用客户端-服务器架构，客户端负责与用户交互和控制，服务器负责与无人机通信和数据传输。
2. 功能模块划分：上位机软件包括远程控制模块、数据传输模块、任务规划模块和用户界面模块等多个功能模块。
3. 技术选择：上位机软件采用Objective-C语言进行开发，使用Socket进行与服务器的通信，使用CoreData进行数据的本地存储，使用UIKit进行界面的设计。
四、具体设计五、实现方法1. 数据传输：使用Socket进行与无人机服务器的通信，通过TCP/IP协议进行数据传输，并使用JSON格式进行数据的封装和解析。
2. 数据展示：使用UIKit框架进行界面的设计和布局，包括地图控件、图像展示控件、数据展示控件等。
3. 远程控制：使用Socket进行命令的下发和参数的传递，实现对无人机的远程控制。
六、总结与展望未来，随着无人机技术的不断发展和普及，无人机上位机软件将面临更多的挑战和机遇，需要进一步完善和优化，以满足不断提升的需求和要求。
相信在不久的将来，基于iOS的无人机上位机软件将会得到更广泛的应用和推广。
基于无人机的电力巡检与故障诊断系统设计
基于无人机的电力巡检与故障诊断系统设计随着电力设施的不断扩大和智能化，电力巡检和故障诊断工作变得越来越重要。
传统的人工巡检和故障排查方式存在高风险、低效率和信息不全面等问题。
而基于无人机的电力巡检和故障诊断系统，通过结合无人机技术和现代信息技术，可以提高巡检和诊断的效率和准确度，降低人身安全风险，实现电力设施的智能化管理。
一、系统架构设计基于无人机的电力巡检和故障诊断系统由地面数据处理中心和无人机作为执行器组成。
地面数据处理中心是系统的核心，负责无人机的控制、数据接收、处理和分析、报警以及故障诊断等功能。
而无人机则负责巡检设备和线路、携带传感器和摄像头收集巡检数据。
1. 无人机平台选择在设计基于无人机的电力巡检和故障诊断系统时，需要选择合适的无人机平台。
无人机平台的选择应当考虑巡检任务的要求、载货能力、飞行时间、遥控范围以及安全性等因素。
同时，需要结合系统的功能需求，选择能够携带传感器和摄像头，具备高度稳定性和操控性的无人机。
2. 传感器与摄像头选择为了实现电力设施的全方位巡检和故障诊断，需要选择合适的传感器和摄像头。
传感器可以用于检测电力设备的温度、湿度、电流等参数，以及故障诊断所需的数据。
摄像头可以用于拍摄电力设备和线路的照片或视频，以便后续的分析和诊断。
3. 控制与通信系统设计地面数据处理中心需要建立稳定的无线通信系统，与无人机进行实时数据传输和控制。
同时，需要设计人机交互界面，使操作人员能够方便地控制和监控无人机的飞行和巡检过程。
通信系统应具备高带宽和低延迟的特点，以确保数据的及时传输和实时监控。
二、功能设计1. 电力设施巡检功能基于无人机的电力巡检系统应具备自动路径规划、障碍物规避和自主导航等功能。
无人机可以根据预设的巡检路径，自动飞行并收集巡检数据和照片。
同时，系统应当能够实时监测无人机的飞行状态，发现飞行异常或故障时进行及时报警和干预。
2. 数据处理与分析功能地面数据处理中心需要能够实时接收、处理和分析无人机收集的巡检数据和照片。
输电线路智能巡检机器人系统的研制及应用
输电线路智能巡检机器人系统的研制及应用摘要：输电线路安全巡检是一项具有较强复杂性的工作，由于电力传输线路具有较高的分散性，线路较长，设备繁多，其管控难度大，管理内容多，涉及范围广，潜在风险性高，一旦没有及时发现设备问题，很容易出现设备故障，甚至引起大面积停电事故，积极研制与有效应用输电线路智能巡检机器人系统，可以依据输电线路实际特点和需求，提升管理效率，降低风险隐患，持续强化管控效果。
本文首先概述了输电线路智能巡检机器人研制现状，结合对目前输电线路智能巡检机器人应用所面临问题的分析，探究了输电线路智能巡检机器人系统的关键技术应用要点，以供参考。
关键词：智能巡检机器人；输电线路；电力企业输电线路巡检部门；应用；研制输电线路中的智能巡检机器人，简单来说就是结合输电线路运行环境，融合无线传输技术、安防技术、机器人视觉技术、导航定位技术、传感器技术等为一体智能系统，在具体使用中通过遥控与自主方式，发挥各项巡检功能，减轻设备巡检工作人员的工作量与工作危险性，通过精准判断与细致分析各种数据，及时发现输电线路运行风险隐患或者现存问题，给问题的处理解决提供正确方向，进而提升输电线路自动化管理水平，顺利构建智能电力企业输电线路巡检部门。
由此可见，思考输电线路智能巡检机器人系统的研制及应用具有重要现实意义。
1.输电线路智能巡检机器人研制现状随着我国社会经济的快速发展，智能电网建设需求不断提升，输电线路作为电网重要组成部分，近几年在研制智能巡检机器人方面加大了关注和投入力度，促进了该系统健全完善，其研制现状可以从以下几方面反映出来。
首先，系统机械机构系统方面。
现阶段，一些输电线路智能巡检机器人都具备了良好的越障机构技术，应用机械原理切实解决了很多输电线路所处区域智能巡检容易遇到的问题。
其次，通信系统方面。
我国几大通信公司对于智能巡检机器人研制提供了较为成熟的4G无线通信技术，目前已经步入了对智能巡检机器人通信系统的5G无线传输技术研发中，便于相关输电线路安全巡检管理单位各种设备信息的高效、安全、稳定传输。
基于iOS的无人机上位机软件设计
基于iOS的无人机上位机软件设计随着无人机技术的不断发展，无人机的应用范围也日益广泛。
而作为无人机的控制中心，无人机上位机软件的设计和开发将成为关键。
本文将介绍基于iOS平台的无人机上位机软件设计方案。
无人机上位机软件是一种在移动设备上运行的应用程序，用于远程控制和监控无人机的飞行状态和任务。
基于iOS平台的无人机上位机软件可以实现航线规划、航拍控制、图像回传、数据记录等功能。
设计一个简洁直观的用户界面是非常重要的。
用户界面应该提供直观的可视化操作方式，方便用户进行各种参数设置和任务操作。
界面设计应该符合iOS平台的设计规范，采用直观易懂的图标和操作按钮，以及简洁明了的菜单结构。
软件需要与无人机通信，实现遥控飞行功能。
“连接无人机”功能是无人机上位机软件的核心功能之一。
通过蓝牙、Wi-Fi或者其他无线通信方式，将无人机和上位机设备进行连接。
连接成功后，用户可以通过软件控制无人机的飞行，包括起飞、降落、悬停、航线规划等。
航线规划是无人机上位机软件的重要功能之一。
用户可以通过软件设定无人机的航线和航点，在地图上标记航线，并设定航点的位置、高度、速度等参数。
软件可以根据设定的航线信息自动控制无人机完成飞行任务，也可以实时控制无人机在航线上的飞行状态。
软件还应该支持图像回传功能。
无人机上位机软件可以接收无人机所拍摄的图像或视频，并将其实时显示在移动设备上。
用户可以通过图像回传功能实时查看无人机的飞行状态和拍摄效果，并进行图像和视频的保存和分享。
软件还应该提供数据记录和分析的功能。
通过无人机上位机软件，用户可以记录飞行过程中的各项数据，包括飞行时间、飞行距离、飞行高度、传感器数据等。
软件可以将这些数据进行图表分析和统计，为用户提供参考和评估无人机的飞行性能和任务执行效果。
无人机电力巡检系统的设计与应用
无人机电力巡检系统的设计与应用近年来，无人机技术得到不断的发展和应用，无人机电力巡检也逐渐成为一种新颖的方式。
通过搭载各种传感器和相机设备，无人机可以实现对电力设施进行快速、准确的巡检，从而避免因巡检不及时而导致的电力事故发生。
下面，我们将详细介绍无人机电力巡检系统的设计与应用。
一、无人机电力巡检系统的设计1. 系统结构无人机电力巡检系统由多个部分构成，包括无人机、遥控器、通讯系统、传感器设备以及后台服务器等。
无人机通过搭载摄像头和传感器等设备完成对电力线路和电力设施的拍摄和监测，同时，无人机上的通讯设备实现与地面控制中心的数据传输。
地面控制中心可以通过对巡检数据的实时监控，及时发现异常情况，进行相应处理。
2. 传感器设备传感器设备是无人机电力巡检系统的重要组成部分，它能够实时监测电力设施的温度、电流、电压等参数，发现可能存在的隐患。
不同种类的传感器在无人机巡检中有不同的应用场景。
例如，红外传感器可以检测电器连接器和其他部件的热量，进而判断可能存在的异常情况。
3. 特点和优势无人机电力巡检系统具有高效率、高准确性和高安全性等特点和优势。
相对于传统的电力设施巡检方法，无人机巡检可以快速地覆盖大范围的区域，监测到更多的数据信息。
同时，无人机巡检可以避免人员直接上高压输电线路进行巡检，减少巡检人员的危险和劳动强度。
二、无人机电力巡检系统的应用1. 提升电网运行安全性无人机电力巡检系统能够高效且准确地监测电网运行情况，及时发现可能存在的隐患，从而避免可能的电力事故发生。
使用无人机进行电力巡检，能够有效提高电网运行安全性。
2. 提高电力巡检效率采用无人机进行电力巡检，能够覆盖更多的区域，获取更多的电力设施数据信息。
传统的电力设施巡检时间较长，有一定的局限性。
而无人机电力巡检能够为电力巡检提供高效率的解决方案。
3. 降低电力运行成本通过无人机进行电力巡检，可以最大程度地减少人力巡检和人员上高压输电线路等操作，减少运行成本。
变电站巡检机器人控制系统设计
www�ele169�com | 11电子科技0 引言中国2018年全国全口径发电量69940亿千瓦时，稳居世界第一，与之相对的是数量庞大的变电站。
对变电站进行定期的巡检[1]，是变电站正常工作的必要条件。
当前人工巡检仍然为变电站定期巡检的最主要方式，人工巡检普遍存在误差、精度、时效性问题。
因此，进行变电站巡检机器人具有实际的研究价值。
1 变电站巡检机器人的任务分析和整体设计■1.1 变电站巡检机器人的任务分析通过研究相关的巡检标准、变电站实际工作环境调研、参考其他巡检机器人产品，分析出变电站巡检主要任务有：读取变电站仪表读数；电力变压器油箱焊缝、高压套管升高座、低压侧套管渗漏、防爆管等外观是否有渗漏；运行中的电力变压器的油温、油位是否发生变化；电力变压器运行时是否出现线圈匝间、层间短路；套管或变压器内部是否有放电现象；变压器内部是否被击穿；变压器压力释放阀、套管和器身等是否发生的异常；电力变压器冷却系统的风扇运行正常，出风口和散热器无异物附着和严重积污[2]。
■1.2 变电站巡检机器人的整体设计为了实现上述功能,变电站巡检机器人系统整体设计应包括巡检机器人和监控后台两大部分，巡检机器人与监控后台通过网络通信，如图1所示。
根据巡检机器人的任务分析，巡检机器人应能接受监控后台下达巡检任务；可实时发送的视频数据；监控后台能记录机器人的运行数据、巡检数据，根据需要生成报表；发现异常情况及时报警。
2 巡检机器人控制系统硬件设计■2.1 巡检机器人控制系统硬件方案设计本文设计的巡检机器人硬件如图2所示。
包括工控机、STM32模块、伺服驱动板、伺服电机、热成像设备传感器、高清图像传感器、声音传感器、姿态传感器、脉冲编码器等。
工控机完成定位、导航、路径规划、任务逻辑等一系列功能。
嵌模块控制采集多个传感器数据，进行数据测量、分析、数据融合等。
图2 巡检机器人硬件组成框图 ■2.2 控制系统关键硬件电路设计2.2.1 STM32 主控制器电路STM32模块选用了STM32F107VCT6可以满足本设计需求，主控制器的外围电路设计较为简洁，主要在于资源分配及引出，其中针对应用的资源分配如图3所示。
无人机在电力巡检中的智能诊断系统设计与应用
无人机在电力巡检中的智能诊断系统设计与应用研究方案：无人机在电力巡检中的智能诊断系统设计与应用引言：随着科技的不断进步和无人机技术的发展，无人机在各个领域的应用也越来越广泛。
在电力巡检领域，传统的巡检方式存在着效率低、安全性差等问题，而无人机可以通过高空俯瞰和高清摄像的方式，快速全面地检查电力设施，提高巡检效率和安全性。
本研究旨在通过设计智能诊断系统，使无人机在电力巡检中能够更加智能地识别和诊断问题，并为实际问题的解决提供有价值的参考。
一、方案实施：1. 硬件设备准备：a. 选择适用于电力巡检的高性能无人机，具备稳定飞行和高清影像能力；b. 运载相机和传感器，可实时采集电力设施的信息；c. 安装无线通信装置，实时传输数据。
2. 系统软件设计：a. 设计无人机的飞行航线和轨迹，保证对电力设施进行全面巡检；b. 开发相应的识别和诊断算法，以实现对电力设施问题的快速识别和分析；c. 设计用户界面，简化操作流程并提供实时数据展示功能。
3. 系统测试与优化：a. 进行地面模拟实验，测试无人机的飞行性能和系统的可靠性；b. 在实际电力设施中进行试运行，收集现场数据并对系统进行优化；c. 多次迭代测试，直至系统能够稳定运行。
二、数据采集与分析：1. 数据采集：a. 在电力设施巡检过程中，利用无人机进行全面的视频和图像采集；b. 配备温度传感器和震动传感器，采集电力设施的温度和振动数据；c. 结合无人机数据和传感器数据，综合采集关键信息。
2. 数据整理与标注：a. 对采集到的视频和图像进行整理和分类，区分正常设施和异常问题；b. 人工标注异常问题的类型和程度，为后续算法的训练提供样本。
3. 数据分析与诊断：a. 基于机器学习和图像处理算法，对整理和标注后的数据进行分析；b. 根据样本数据建立相应的模型和算法，实现自动化诊断；c. 分析电力设施的温度和振动数据，判断设备运行状态和存在的问题。
三、实验结果及创新方法：1. 实验结果：a. 根据采集的数据和分析结果，准确发现和诊断了电力设施中的异常问题；b. 通过与传统巡检方式的对比，证明了无人机智能诊断系统的优越性和效率提升。
架空输电线路自主巡检机器人规划设计
架空输电线路自主巡检机器人规划设计王时哲;毛吉贵;王波;刘岳玲;姚玉存;潘龙【摘要】针对架空输电线路巡检中,杆塔、导（地）线上存在诸多障碍物（防震锤、压接管、耐张线夹、悬垂线夹等）及其相对位置和形态不固定的特点,设计了1种能够自主行进、跨越障碍物的巡检机器人。
通过本体控制系统规划、传感器识别系统和补给电源设计等关键技术的应用,使巡检机器人上线自主行进过程试验取得初步成功。
结果表明：自主行进过程中机器人与地面基站之间数据通信流畅,传感器探测回传图像清晰,从而验证了巡检机器人机构部件及控制系统的有效性。
%Aiming at the characteristic of obstacles on the pole, tower and line （such as damper, crimping pipe, suspension clamp, etc.） and their unfixed relative position and shape in patrol of over- head power transmission line, designs a sort of patrol robot which can independently move and span obstacle on the pole, tower and line. By the application of key technology such as the layout of the body control system, the designof sensor identification system and supplementary power supply, the testof patrol robot on-line independence move makes success, The result shows that data traffic between body and ground control station are fluent, return images are clear, thereby verifies the validity of the patrol robot＇ s mechanism parts and the control system.【期刊名称】《宁夏电力》【年(卷),期】2012(000)003【总页数】6页(P44-49)【关键词】巡检机器人;传感器识别;越障;输电线路【作者】王时哲;毛吉贵;王波;刘岳玲;姚玉存;潘龙【作者单位】宁夏电力公司教育培训中心,宁夏银川750011;宁夏电力公司吴忠供电局,宁夏吴忠751100;宁夏电力公司吴忠供电局,宁夏吴忠751100;宁夏电力公司教育培训中心,宁夏银川750011;宁夏电力公司教育培训中心,宁夏银川750011;宁夏电力公司教育培训中心,宁夏银川750011【正文语种】中文【中图分类】TM755高压架空输电线路自主巡检机器人是个复杂的光机电一体化系统，涉及机械结构、传感器信息通讯、自动导航控制、电源变换等多个技术领域。
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电力线路巡检空中机器人上位机软件设
计
摘要：为了满足输电线路巡检机器人智能化的市场要求，同时提高巡检机器人的人机交互性和实用性，基于Visual C#.NET 的软件开发平台，设计了输电线路巡检机器人上位机软件。
该上位机软件通过SOCKET进行通信，实现机器人与电脑的连接；不仅能够实现对机器人系统运动的操作功能，还能够方便快捷的设置和保存巡检结果。
上位机软件界面友好，极大的实现了数据的开放性、人机交互性和数据传输能力。
关键词：C#；巡检机器人；上位机
引言
智能运检是当前电力巡检的主要发展方向，但与直升机、无人机以及变电站机器人相比，我国输电线巡检机器人尚未达到实用化水平[1][2]。
因此，北京国网富达公司对输电线路机器人实用化巡检关键技术开展研究，设计开发了不需要上下线，可直接跨越输电线路金具和杆塔的巡检机器人，使系统达到较高的实用化水平。
1 软件环境概述
驻塔机器人上位机软件通过无线网卡，连接机器人自带的WiFi热点实现对机器人的遥操作。
通过WiFi无线传输方式，实现上位机软件对机器人的控制功能和状态显示功能。
一方面，工作人员可以将对机器人遥操作控制命令输入到上位机软件中，上位机将符合通信协议的命令通过WiFi发送给机器人，远程控制机器人完成各种作业要求。
另一方面，上位机可实时监控机器人行走速度、各类传感器状态、视频图像等信息。
2 总体设计流程
根据项目需求，上位机软件主要有三大功能——视频监控、预置位操作、机器人操作和接收机器人状态信息。
上位机可实时观看机器人携带的云台摄像头采集并回传的
监控视频，并通过按钮实现对云台的控制。
预置位操作部分可以实现设置预置位、保存预置位、发送
巡检预置位信息等功能。
工作人员可通过键盘对机器人实现遥操作功能，控制机器
人实现前进、后退、停止等动作。
接收机器人状态信息是实时读取WiFi模块接收到的命令，
并根据通信协议，解析接收命令的参数，读取传感器状态、GPS坐标、电量等，
并将参数状态显示在界面上。
上位机软件遥操作程序整体流程。
详细流程如下：
首先，开启程序，输入机器人服务端IP和端口号后，开启Socket监听，与机器人建立通信连接。
读取Socket缓存区数据，按照通信协议格式整理缓存区数据，并将状态信息显示在软件界面上。
获取用户按键信息，根据通信协议发送控制命令给机器人
服务端，控制机器人前进、后退、停止等动作。
中断发生，断开Socket通信，上位机软件界面复位。
上位机软件预置位操作程序整体流程。
预置位列表格式为程序集 System.Data中的DataTable，
并以程序集 System.Windows.Forms中的DataGridView显示在界面上。
预置位列
表的获取方式有两种：读取已保存的预置位文件和读取机器人当前位置状态信息。
其中，第二种方式需要在机器人的工作状态下才能获取。
预置位列表获取后，可以对列表中的各项进行编辑。
保存好的预置位文件即为机器人巡检任务文件。
通过上传预置位文件给机器人，实现给机器人下达巡检任务的功能。
3 软件界面设计
左区域为云台摄像机操作区域，可以实时观看视频图像，并通过按钮实现云台控制能。
右区域上半部分为预置位操作区域，可以机器人当前状态为预置位，也可以读取、修改和保存预置位文件，并将预置位文件发送给机器人。
下半部分为机器人操作区域，显示用户对机器人的操作信息。
此外，还有小部分的辅助信息也实时显示在界面上。
3.1云台摄像头操作区域
驻塔机器人云台摄像头基于onvif协议，用户在操作前需要输入云台摄像头的IP地址、端口号、用户名和密码后，选择Login登录。
如果用户忘记云台IP地址，可通过第三方软件查询。
登录成功后，选择视频通道1后，单击按钮“预览”，在上位机软件左上方的视频显示区域可以实时观看摄像头采集回的视频图像。
此时“预览”按钮变为“停止预览”，用户可根据需求关闭摄像头。
云台控制遵循onvif协议，PTZ（Pan/Tilt/Zoom）代表云台全方位移动及镜头变倍变焦控制。
按钮“UP”、“Down”表示云台上、云台下；按钮“Left”、“Right”表示云台左、云台右；按钮“ZoomIn”、“ZoomOut”表示镜头变焦；按钮“Auto”表示自动扫描。
用户可根据需要调节云台转动速度，并抓拍图像进行保存。
3.2 机器人遥操作区域
用户输入机器人IP地址和端口号，连接机器人后，可使用键盘对机器人进行遥操作。
“上”、“下”代表控制机器人从动轮夹紧、松开；“左”、“右”代表控制机器人前进、后退；空格代表停止。
机器人控制命令遵循通信协议，机器人行走速度可由键盘左右键进行控制。
例如：每按左键一次，机器人前进速度加2；每按右键一次，机器人前进速度减2。
直至机器人停止，速度为零，再次按右键，机器人开始向反方
向运动。
3.3 预置位操作区域
预置位列表区域代表某一个巡检任务中所有巡检位置的参数信息。
（1）单击“读取预置位”，可以读取本地保存的预置位文件，并显示在预置位列表中。
（2）上位机可以读取机器人当前状态的经纬度坐标、云台PTZ 参数，并添加至预置位列表中。
（3）用户可以根据需要添加、修改并保存预置位文件。
用户根据需要将预置位列表保存为预置位文件，可作为巡检线路的巡检任务。
在上位机软件中预置位操作下半部分，用户可以选择浏览本地保存的巡检任务，给机器人下达在线巡检的任务。
用户也可以下载机器人内存中的巡检图像文件，保存至本地。
3.4 信息显示区域
在上位机软件界面上有信息显示区域，主要功能是将接收到的机器人状态命令进行数据分析，读取机器人当前状态参数，并将参数实时显示在上位机界面上。
从机器人到上位机发送的通信命令，应当遵循通信协议。
上位机软件在建立Socket通信通道之后，会实时收取缓冲区数据，并对数据进行处理。
界面上可显示三个传感器状态、机器人版本信息等。
状态栏显示用户操作提示、机器人状态、当前杆塔号、温湿度、电量和通信状态等信息。
参考文献：
[1]孔志增；输电线路巡检机器人系统及控制软件研究[D].华北电力大学，2008
[2]周风余；高压输电线路自动巡线机器人的研制[J]；电力系统自动化.2004，Vol.28 No.23
[3]毛吉贵；输电线路巡检机器人后台管理及诊断系统的研究与开发[J].中国国际输配电技术创新与应用交流峰会，2012
项目来源：2022年河南省大学生创新创业训练项目编号为： 202212746012。