1. 研究目的与意义
随着科技的进步和电力设备自动化的迅速发展，对电力设备稳定运行的要求越来越高。如今电力设备遍布各个城区，有效的保障了居民日常生活正常进行及工业稳定运行。电力系统高度自动化时代，电力设备稳定运行是一切前提，经过调研发现保证设备拥有良好的运行环境是减少事故的必要手段。在此背景之下，设计一款智能清扫车用于对电力设备周围环境进行智能清扫，同时也能巡查故障并报警给监控处，尽量避免不必要危机。
本课题对电力设备运行潜在隐患的清除方法进行研究，在电力设备终端排除、解决潜在隐患，希望对我国电力系统行业的发展提供有益参考，具有重要的现实意义。
2. 课题关键问题和重难点
在变电站中，电力系统对电能传送和分配起到了重要意义，加强变电站电力设备运行监测和维护工作，能够保证 电力系统正常运行。随着我国变电站电力系统容量的增加，电力设备运行安全和稳定显得非常重要。为了给电力系统正常运行提供良好环境，需要对电力设备日常运行情况进行监管，通过实施监测，加强运行维护，让电力设备运行满足国家要求，从根源上降低事故发生几率。
电力设备维修会产生一些废弃物，例如废弃电线、可导电物质等，处理不当就有可能引发不必要危机，因此设计一种能够监控设备运行环境中的废弃物并及时预警处理的智能化设备尤为重要，难点在于应对不同环境智能化设备工作的可靠性与及时性无法保证，例如在复杂环境下智能清扫车寻找目标困难增加、最优路径难以生成。
3. 国内外研究现状（文献综述）
本次毕业设计的主题是“智能清扫车设计”。为此，对针对电力设备运行环境对智能化设备的设计进行了学习与研究。整套系统的核心是清扫车的路径规划设计、机器视觉处理、联网上报。
路径规划
智能清扫机器人主要是在家庭环境中进行清扫工作，能够完成多房间的清扫，并且在进行清扫的时候能够避开房间内部的障碍物。这种环境可以提炼出以下特征，即为封闭的有限空间，同时必须保持所清扫的地面的平整，同时在这些空间内部可能会出现移动的障碍物:比如人的走动。清扫机器人需要在这种复杂的环境中进行清扫任务的过程中保证其自身的安全性[1]。
4. 研究方案
整个系统是以单片机为核心，用传感器、电机等辅助原件来完成清扫功能。通过电机驱动芯片来驱动小车的行走，拾取等功能；同时也控制储存箱阀门的开关来实现储存废弃物；通过超声波发射和接收芯片来实现避障；通过摄像头识别实现废弃物寻找和寻迹功能；通过联网芯片实现数据上报，从而达到自身各个部件的协调。整个控制系统的框架如下图所示：
摄像头模块选型：OV7725摄像头
镜头部件包含一个镜头座和一个可旋转调节距离的凸透镜，通过旋转可以调节焦距，正常使用时，镜头座覆盖在电路板上遮光，光线只能经过镜头传输到正中央的图像传感器，它采集光线信号，采集得的数据被缓存到摄像头背面的FIFO缓存中，然后外部器件通过下方的信号引脚获取拍摄得到的图像数据。若拆开摄像头座，在摄像头的正下方可看到PCB板上的一个方形器件，它是摄像头的核心部件，型号为OV7725的CMOS类型数字图像传感器。（勿触碰到，会影响成像质量）该传感器支持输出最大为30万像素的图像(640x480分辨率)，它的体积小，工作电压低，支持使用VGA时序输出图像数据，输出图像的数据格式支持YUV(422/420)、YCbCr422以及RGB565格式。它还可以对采集得的图像进行补偿，支持伽玛曲线、白平衡、饱和度、色度等基础处理。
超声波模块选型：HC-SR04
HC-SR04模块可以提供2cm-400cm的非接触式距离感测功能，测量精度可以达到3mm。该模块包含超声波发射器、接收器与控制电路。
联网芯片选型：Air780E
Air780E是合宙通信推出的 LTE Cat.1 bis通信模块；采用移芯EC618平台，支持 LTE 3GPP Rel.13 技术；是4G全网通模块，可适应不同的运营商和产品，确保产品设计的最大灵活性。支持双卡单待；支持SPI LCD；支持SPI Camera；支持USB 2.0；支持PSM数字语音接口；支持多种开发方式，如USB上网、标准AT、LuatOS、CSDK二次开发等，并可提 供专业且及时的在线技术支持，内置丰富的网络协议，集成多个工业标准接口，并支持多种驱动和软件功能（如 Windows 7/8/8.1/10 ，Linux，Android等操作系统下的 USB 驱动等），极大地拓展了其在 M2M 领域的应用范围，如 CPE、路由器、数据卡、平板电脑、车载、安防以及工业级 PDA 等。
电机选型：N20减速电机
n20减速电机是减速电机中的一个系列，名称为GM12-N20VA，具有体积小，扭矩大，精度高，寿命长等特点，适用于本课题所研究使用。
5. 工作计划
第一周：翻译相关英文资料,接受任务书，领会课题含义，按要求查找相关资料
第二周：阅读相关资料，理解有关内容；提出拟完成本课题的方案，写出相关开题报告一份
第三周至第五周：大量查阅相关电力设备运行稳定性及潜在隐患排除的国内国外资料，了解行业最新动态，查找一些优秀前沿论文，论证自己最初设计的系统并加以优化改进。
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