南阳市简称“宛”，位于中国东端的大型盆地“南阳盆地”之中，造就南阳头枕伏牛，足蹬江汉，东依桐柏，西扼秦岭之势。其东北西三面环山，南部是丘岭地，整个地形成为一个近马蹄形的盆地，总面积2.66万平方公里，山区、丘陵、平原约各占1/3，耕地1312万亩。 电力行业是国民经济的大动脉，在我国的现代化建设中起着举足轻重的作用，电网高效、安全地运转对国民经济各行各业的正常运行有着直接重要的影响。
利用无线网桥传输技术提供输电线路在线监测通道监测；树障检测、人员定位、绝缘子雷击检测、覆冰雪、导线舞动、驱鸟装置、远程可视等功能，为线路运行部门提供实时监测数据，方便日常运行维护功能。特别是在冰雪、地震等灾害时，提供输电线路的实时状况，对于应急抢修工作有很大的帮助。
1现状
随着国民经济的高速发展，电力输电线路大量建设，电力网络也越来越庞大，目前实际工作中普遍采用的人工巡检工作模式，所需人力资源多，采集信息较少、效率较低，无法满足规范化要求。随着企业的迅速发展，线路状况越来越复杂，线路维护难度高，巡检量大，现在采用的人工线路巡检模式已较难满足实际需要。网桥工作在数据链路层，将两个 LAN 连起来，根据 MAC 地址来转发帧，可以看作一个“低层的路由器”（而路由器工作在网络层，根据网络地址如 IP 地址进行转发）网桥从一个局域网接收 MAC 帧，拆封、校对、校验之后，按另一个局域网的格式重新组装，发往它的物理层。由于网桥是链路层设备，因此不处理数据链路层以上层次协议所加的报头。远程网桥通过一个通常较慢的链路（如电话线）连接两个远程 LAN，对本地网桥而言，性能比较重要，而对远程网桥或远程无线网桥而言，在长距离上可正常运行比性能更重要。
2研究内容
激光雷达扫射：人烟罕至的深山中，道路不通，线路的巡视存在非常大的困难，但是这些地方又是树木集中的地区，树木在春夏季生长速度快，当树距导线的安全距离无法满足时，有可能导致线路跳闸，危害线路的正常运行。这些地方可以安装激光雷达模块，激光雷达模块的原理是通过模块上的激光束发射器发射激光束，当遇到障碍物阻挡后会反射该激光束，模块上的激光接收器可以接收反射回的激光束，因此可以通过接收器是否接收到激光束来判断是否有障碍物。
将激光雷达模块安装在杆塔稳固处，安装点的水平位置距导线弧垂最低点之下且须满足放电的安全距离。主控芯片通过计数器定时触发激光雷达模块发射激光束，在发射激光束的同时，控制激光雷达模块上的电机促使激光雷达模块水平旋转合适角度，最终形成对一定角度内的水平面进行扫描，当接收端口接收到激光束时，则认为有树障，然后通过主系统的无线传输模块将线路名称、杆塔基数及树障信息传输到监控中心，从而实现远程监控树障危害，保证输电线路的稳定运行。
作业人员定位及信息传输：在没有网络基站的偏远地区巡线时，巡线人员无法与外界沟通，当发生危险时无法及时将位置信息传递给外面人员，导致施救人员不能及时进行搜救，从而增加了巡线人员的危险性，此类情况屡见不鲜。
为了解决上述问题，本科研创新主系统上配备了3号2.4G无线传输模块，巡线人员到达杆塔位置时，可以通过手持的设备与塔上3号2.4G无线设备通信。巡线人员的手持设备配备一键定位及一键SOS发送按键，当巡线人员按下相应的按键后，信息会发送到最近杆塔的3号2.4G，主设备将通过3号2.4G设备接收到的定位信息或者危险信息通过1号2.4G传至下一基杆塔，以此往下发送，直到终端安装SIM卡的设备，之后SIM卡模块通过4G网络将定位信息或危险信息发送到监控中心。这样就可以在无基站的情况下接收巡线人员的定位和危险信息，从而做到第一时间进行定点抢救，保证巡线人员的人身安全。
绝缘子串击穿监视：绝缘子闪络及击穿引起的架空输电线路停运是我国输电线路的主要事故之一，由于绝缘子常年暴露在大气中，各类事故频发，主要包括雷击事故、鸟害事故、污垢严重导致的击穿事故等，其中雷击事故引起的线路跳闸占输电线路总跳闸次数的比例很高。
由于输电线路点多、面广、线路长和运行条件恶劣的因素，当输电线路跳闸后，变电站测距不准确，巡视人员地面巡查不容易发现故障点，还要组织人员登杆检查，耗时费力，耽误检修时间，影响输电线路正常运行，因此如何准确的进行事故点的查找，是提高工作效率的一个非常重要的环节。
为了更快、更准确的定位故障点位置，减少工作人员的劳动量，更快的保证输电线路抢修后的正常运行，在绝缘子串与横担连接处安装检测设备，绝缘子串被击穿后会有瞬时电流，本科研创新的主芯片对该瞬时电流进行监测，当出现瞬时电流后，则认为绝缘子串被击穿，主控芯片通过无线传输设备将相应的线路名称、杆塔号及击穿绝缘子的相位传给监测中心，从而第一时间确定故障点位置，避免了故障点搜索的时间，能够为更快的恢复输电线路正常运行做出巨大贡献。
本科技创新的主设备预留大量的外设接口，当线路的监护需求其他功能时，可以在外设接口上外接相关的监护设备，软件程序的更新可以通过3号2.4G无线模块接收，并由SPI总线写入程序存储芯片，进而实现程序的在线升级，免去了卸载塔上设备运回数据中心进行更新程序的麻烦。
可视化的识别系统：近年城市化进展迅速，输电线路附近施工现在逐年增加，尤其是吊车等大型设备的使用，触碰导线导致导线断裂等现象屡见不鲜，给输电线路的安全运行带来了严重的危害。除了大型施工设备外，风筝、烟花、防尘网等也是经常导致输电线路跳闸的隐患，为了提高输电线路的稳定运行，防范此类外破势在必行。
将摄像头固定在塔身牢固处，对准需要采集图片区域的位置，采集后的图片由主芯片Zynq存储在DDR3 SDRAM中，之后由主芯片Zynq读取DDR3 SDRAM中的图片数据进行识别是否存在相应的危险物体。
本科研创新系统将视频图像采集及外破识别集合到一个嵌入式系统中，采用软硬件协同方式实现，图像的预处理功能由Zynq芯片中的FPGA部分完成，视频图像采集及外破识别由Zynq芯片中的ARM处理器完成。如此处理可以分利用FPGA强大的并行运算能力与丰富的逻辑资源,同时结合ARM在搭建操作系统与实现复杂算法方面的优点。系统的识别加速算法采用开源的caffe，caffe算法模型与相应优化都是以文本形式而非代码形式给出，方便上手，另外caffe可以根据提供的各层类型自行定义模型，方便扩展新的识别物体。对于我们不需要精度特别高的要求，此类识别方法足够满足需求。
当摄像头采集的图像经过相关的算法识别之后，若是认定为外破物体，则通过无线传输模块向监控中心发生预警，同时将DDR3 SDRAM中存储的图片信息发生到监控中心的显示器上。
3创新点
低成本：避免布线工程的高昂费用，利用微波通信技术解决问题，降低成本
低功耗：平均功耗3W，同等供电情况下提供更长续航
更安全：通过无线电管理委员会备案，安全通信频段
高带宽：带宽最大达到866M，满足图像、视频等数据传输需求
高可靠：多种组网方式，确保通信质量和可靠性，不因单点故障影响整条链路
易安装：安装简单、快捷，减少安装工作量，易于安装和拆卸
4结语
通过本文的研究，得出结论：项目研究的输电线路智能化无线网桥及数据通信链路方案，满足多种组网方式满足不同场景应用要求，性价比高；根据输电线路排成一条线的特点，通过手拉手级联接力的方式，将每个杆塔进行联网实现点对点组网；在多级杆塔可视情况下，中心杆塔部署无线网桥基站，与可视范围内杆塔部署的无线网桥终端进行同时通信满足点对多点组网；输电线路杆塔数据链路同时满足混合组网：点对点、点对多结合，最大限度节省成本，提供通信质量，满足在线监测、运维通信、人员安全保障的通信要求。
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