[发明专利]一种基于激光量子密码通信的无人机输变电监测系统

权利要求书

1.一种基于激光量子密码通信的无人机输变电监测系统，其特征在于，所述系统包括地面测控站、无人机、输电线路、输电线路杆塔、变电站、输电线路杆塔的传感器网络和变电站的传感器网络、大气激光量子密码通信装置和大气激光输能装置；

所述地面测控站向无人机发送测控指令，并接收无人机通过UHF无线通信链路发送的数据信号；

所述输电线路杆塔或变电站收集、汇聚并存储监测信息；所述输电线路杆塔或变电站接收无人机发射的大气激光量子密码通信信号，所述信号通过安全认证后激活输电线路杆塔或变电站内的网关，并由输电线路杆塔或变电站的UHF无线通信链路将监测信息上传至无人机，由无人机将所述监测信息转发至地面测控站；

所述大气激光量子密码通信装置、无人机与输电线路杆塔或变电站的传感器网络网关构筑大气激光量子密码通信链路；

所述大气激光输能装置构筑大气激光输能链路；所述大气激光输能装置为所述输电线路杆塔或变电站的传感器网络及网关的供电系统充电或供电。

2.如权利要求1所述的无人机输变电监测系统，其特征在于，所述地面测控站配置带伺服跟踪系统的UHF无线通信天线。

3.如权利要求1所述的无人机输变电监测系统，其特征在于，所述无人机为旋翼无人机；所述旋翼无人机配置光学天线和UHF无线通信天线；所述光学天线安装伺服跟踪系统。

4.如权利要求3所述的无人机输变电监测系统，其特征在于，所述旋翼无人机配置可见光、红外和紫外成像巡视系统，以及三维激光雷达系统；

所述成像巡视系统采集飞行过程中的信息，存储在旋翼无人机，并通过L波段无线通信链路发送至地面测控站；地面测控站收到实时动态信息通过电力通信网传送到输变电监测中心处理并展示，旋翼无人机回收后将存储的采集信息送输变电监测中心作后期数据处理，以实现变电站、输电线路和输电线路杆塔的实时动态巡检和故障检测。

5.如权利要求3所述的无人机输变电监测系统，其特征在于，所述旋翼无人机根据三维地理信息系统GIS自主飞行或所述地面测控站的测控指令飞行和悬停。

6.如权利要求1所述的无人机输变电监测系统，其特征在于，由所述输电线路杆塔或变电站的传感器网络收集监测信息；由所述输电线路杆塔或变电站的网关汇聚并存储。

7.如权利要求1所述的无人机输变电监测系统，其特征在于，所述输电线路杆塔的传感器网络包括导线温度监测传感器、绝缘端子污秽监测传感器、杆塔倾斜监测传感器、覆冰监测传感器、线路舞动监测传感器、微气象监测传感器、闪电雷击监测传感器、连接器监测传感器、漏电监测传感器、供电系统和网关。

8.如权利要求1所述的无人机输变电监测系统，其特征在于，所述变电站的传感器网络包括电力变压器状态监测传感器、气体绝缘组合电器状态监测传感器、高压电容型设备状态监测传感器、电力电缆监测传感器、闪电雷击监测传感器、连接器监测传感器、漏电监测传感器、供电系统和网关。

9.如权利要求7或8所述的无人机输变电监测系统，其特征在于，所述供电系统包括蓄电池、太阳能和大气激光输能装置。

10.如权利要求9所述的无人机输变电监测系统，其特征在于，所述大气激光输能装置包括光学透镜接收天线、光电转换器和输电馈线；

所述大气激光输能装置构筑大气激光输能链路；所述大气激光输能链路工作在400nm～500nm的波长，通过大气激光输能，为所述输电线路杆塔或变电站的传感器网络及网关的供电系统充电或供电。

11.如权利要求1所述的无人机输变电监测系统，其特征在于，所述大气激光量子密码通信链路工作在850nm或1310nm或1550nm波长，量子密码采用BB84协议，量子密码中所传递的量子密钥起到安全认证和激活传感器网络网关的作用。

12.如权利要求1所述的无人机输变电监测系统，其特征在于，所述监测信息包括输电线路杆塔状态的监测信息和变电站状态的监测信息；

所述输电线路杆塔状态的监测信息包括导线温度监测信息、绝缘端子污秽监测信息、杆塔倾斜监测信息、覆冰监测信息、线路舞动监测信息、微气象监测信息、闪电雷击监测信息、连接器监测信息和漏电监测信息；

所述变电站状态的监测信息包括电力变压器状态监测信息、气体绝缘组合电器状态监测信息、高压电容型设备状态监测信息、电力电缆监测信息、闪电雷击监测信息、连接器监测信息和漏电监测信息。