輸電鐵塔監測設備的制造方法
【專利摘要】本發明公開了一種輸電鐵塔監測設備，包括近程跳頻發射模塊、近程跳頻接收模塊、數據匯總平臺、遠程跳頻發射模塊、遠程跳頻接收模塊和用于采集待監測輸電鐵塔現場數據的信息采集模塊；信息采集模塊的輸出端連接近程跳頻發射模塊的輸入端，近程跳頻發射模塊的輸出端連接近程跳頻接收模塊的輸入端，近程跳頻接收模塊的輸出端連接數據匯總平臺的輸入端，數據匯總平臺的輸出端連接遠程跳頻發射模塊的輸入端，遠程跳頻發射模塊的輸出端連接遠程跳頻接收模塊的輸入端。本發明采用跳頻通信技術進行數據的高效傳輸，解決輸電線路電磁干擾對現場數據發送的影響；跳頻通信技術的遠程通信能力強，數據傳輸快，更好地做到輸電鐵塔現場運行狀況的監測。
【專利說明】
輸電鐵塔監測設備
技術領域
[0001]本發明涉及輸電鐵塔在線監測技術領域，特別是涉及一種輸電鐵塔監測設備。
【背景技術】
[0002]輸電鐵塔作為輸電線路的重要組成部分，對輸電線路正常運行具有重要意義。隨著輸電線路電壓等級的不斷提高，對輸電鐵塔的安全運行進行在線監測顯得尤為重要。但是，輸電鐵塔所處環境較為復雜，周圍存在電磁場干擾，并且一般處于郊區野外，移動通信信號比較弱。
[0003]如果采取一般的通信方式進行輸電鐵塔現場數據采集和發送，會受到電磁場干擾和由于信號較弱無法實現數據的正常發送，影響輸電鐵塔在線監測的實現，采用何種通信技術實現數據的高效發送成為輸電鐵塔在線監測研究亟待解決的問題。
【發明內容】
[0004]基于上述情況，本發明提出了一種輸電鐵塔監測設備，采用跳頻通信技術進行數據的高效傳輸，實現輸電鐵塔現場運行狀況的監測。
[0005]為了實現上述目的，本發明技術方案的實施例為:
[0006]—種輸電鐵塔監測設備，包括近程跳頻發射模塊、近程跳頻接收模塊、數據匯總平臺、遠程跳頻發射模塊、遠程跳頻接收模塊和用于采集待監測輸電鐵塔現場數據的信息采集模塊；
[0007]所述信息采集模塊的輸出端連接所述近程跳頻發射模塊的輸入端，所述近程跳頻發射模塊的輸出端連接所述近程跳頻接收模塊的輸入端，所述近程跳頻接收模塊的輸出端連接所述數據匯總平臺的輸入端，所述數據匯總平臺的輸出端連接所述遠程跳頻發射模塊的輸入端，所述遠程跳頻發射模塊的輸出端連接所述遠程跳頻接收模塊的輸入端。
[0008]與現有技術相比，本發明的有益效果為:本發明輸電鐵塔監測設備，信息采集模塊采集待監測輸電鐵塔現場數據，近程跳頻發射模塊發送采集的現場數據到近程跳頻接收模塊，近程跳頻接收模塊發送采集的現場數據到數據匯總平臺，數據匯總平臺進一步發送相應的數據到遠程跳頻發射模塊，遠程跳頻發射模塊發送相應的數據到遠程跳頻接收模塊，采用跳頻通信技術進行數據的高效傳輸，一方面解決輸電線路電磁干擾對現場數據發送的影響；另一方面跳頻通信技術的遠程通信能力強，數據傳輸快，適合空曠環境，有利于數據的遠距離傳輸，更好地做到輸電鐵塔現場運行狀況的監測。
【附圖說明】
[0009]圖1為一個實施例中輸電鐵塔監測設備結構示意圖；
[0010]圖2為基于圖1所示設備一個具體示例中輸電鐵塔監測設備結構示意圖。
【具體實施方式】
[0011]為使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步的詳細說明。應當理解，此處所描述的【具體實施方式】僅僅用以解釋本發明，并不限定本發明的保護范圍。
[0012]—個實施例中輸電鐵塔監測設備，如圖1所示，包括近程跳頻發射模塊102、近程跳頻接收模塊103、數據匯總平臺104、遠程跳頻發射模塊105、遠程跳頻接收模塊106和用于采集待監測輸電鐵塔現場數據的信息采集模塊101;
[0013]所述信息采集模塊101的輸出端連接所述近程跳頻發射模塊102的輸入端，所述近程跳頻發射模塊102的輸出端連接所述近程跳頻接收模塊103的輸入端，所述近程跳頻接收模塊103的輸出端連接所述數據匯總平臺104的輸入端，所述數據匯總平臺104的輸出端連接所述遠程跳頻發射模塊105的輸入端，所述遠程跳頻發射模塊105的輸出端連接所述遠程跳頻接收t吳塊106的輸入端。
[0014]從以上描述可知，本發明輸電鐵塔監測設備，采用跳頻通信技術進行數據的高效傳輸，一方面解決輸電線路電磁干擾對現場數據發送的影響；另一方面跳頻通信技術的遠程通信能力強，數據傳輸快，適合空曠環境，有利于數據的遠距離傳輸，更好地做到輸電鐵塔現場運行狀況的監測。
[0015]此外，在一個具體示例中，所述現場數據包括溫度、濕度、風速、受力、位移和振動頻率。其中溫度為待監測輸電鐵塔監測點的溫度，同理濕度、風速、受力、位移和振動頻率分別為待監測輸電鐵塔監測點的濕度、風速、受力、位移和振動頻率。所述現場數據還可以包括其它可以表征待監測輸電鐵塔物理特性的其它物理量。
[0016]此外，在一個具體示例中，所述數據匯總平臺包括:
[0017]數據存儲單元，用于存儲采集的待監測輸電鐵塔現場數據；
[0018]數據處理單元，用于在預設時間內分別判斷采集的待監測輸電鐵塔現場數據中的溫度、濕度、風速、受力、位移和振動頻率是否發生變化；
[0019]數據輸出單元，用于當判定在所述預設時間內采集的溫度不變時，輸出一個采集的溫度；當判定在所述預設時間內采集的濕度不變時，輸出一個采集的濕度；當判定在所述預設時間內采集的風速不變時，輸出一個采集的風速；當判定在所述預設時間內采集的受力不變時，輸出一個采集的受力；當判定在所述預設時間內采集的位移不變時，輸出一個采集的位移;當判定在所述預設時間內采集的振動頻率不變時，輸出一個采集的振動頻率。
[0020]信息采集模塊采集待監測輸電鐵塔的現場數據，所述現場數據包括溫度、濕度、風速、受力、位移和振動頻率，通過近程跳頻發射模塊和近程跳頻接收模塊將采集的待監測輸電鐵塔現場數據傳輸至數據匯總平臺，數據匯總平臺中的數據存儲單元存儲采集的待監測輸電鐵塔現場數據，然后數據處理單元分別判斷在預設時間內采集的待監測輸電鐵塔現場數據中的溫度、濕度、風速、受力、位移和振動頻率是否發生變化，當判定在所述預設時間內采集的溫度不變時，數據輸出單元輸出一個采集的溫度；當判定在所述預設時間內采集的濕度不變時，數據輸出單元輸出一個采集的濕度；當判定在所述預設時間內采集的風速不變時，數據輸出單元輸出一個采集的風速;當判定在所述預設時間內采集的受力不變時，數據輸出單元輸出一個采集的受力；當判定在所述預設時間內采集的位移不變時，數據輸出單元輸出一個采集的位移；當判定在所述預設時間內采集的振動頻率不變時，數據輸出單元輸出一個采集的振動頻率。即如果在一段時間內采集的溫度不變，輸出一個采集的溫度，其它相同的溫度不輸出，濕度、風速、受力、位移和振動頻率同理，這樣在后續遠程跳頻發射模塊和遠程跳頻接收模塊傳輸的數據僅是信息采集模塊采集的現場數據中的一部分，傳輸數據量減少，數據傳輸速率加快，同時數據傳輸過程中的能源消耗降低。
[0021]此外，在一個具體示例中，所述輸電鐵塔監測設備還包括后端數據存儲平臺和監控顯示中心，所述遠程跳頻接收模塊的輸出端連接所述后端數據存儲平臺的輸入端，所述后端數據存儲平臺的輸出端連接所述監控顯示中心的輸入端。
[0022]后端數據存儲平臺對遠程跳頻接收模塊傳輸的數據進行存儲，監控顯示中心顯示后端數據存儲平臺存儲的數據，顯示出輸電鐵塔現場運行狀況，方便相關人員查看。
[0023]此外，在一個具體示例中，所述輸電鐵塔監測設備還包括設置在所述遠程跳頻發射模塊和所述遠程跳頻接收模塊之間的一個或多個中轉平臺，所述中轉平臺包括依次連接的所述遠程跳頻發射模塊和所述遠程跳頻接收模塊。
[0024]如果通訊距離過長，可以通過設置一個或多個中轉平臺進行數據傳輸，適合實際應用。
[0025]此外，在一個具體示例中，所述信息采集模塊包括一個或多個溫度傳感單元，一個或多個濕度傳感單元，一個或多個風速傳感單元，一個或多個受力傳感單元，一個或多個位移傳感單元，以及一個或多個振動頻率傳感單元。
[0026]根據實際需要設置溫度傳感單元、濕度傳感單元、風速傳感單元、受力傳感單元、位移傳感單元和振動頻率傳感單元的個數和位置，滿足不同的應用需要。基于跳頻技術組建了多組信息采集功能裝置與數據匯總平臺的分布式無線網絡，實現了多終端的數據通
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[0027]此外，在一個具體示例中，所述近程跳頻發射模塊包括若干個近程跳頻發射單元，每一個溫度傳感單元、濕度傳感單元、風速傳感單元、受力傳感單元、位移傳感單元和振動頻率傳感單元分別連接一個近程跳頻發射單元。
[0028]近程跳頻發射單元將每一個溫度傳感單元、濕度傳感單元、風速傳感單元、受力傳感單元、位移傳感單元和振動頻率傳感單元采集的數據發送出去，保證后續處理正常進行。
[0029]此外，在一個具體示例中，所述溫度傳感單元包括依次連接的溫度傳感器、第一數據采集串口、第一單片機和第一通信串口，所述濕度傳感單元包括依次連接的濕度傳感器、第二數據采集串口、第二單片機和第二通信串口，所述風速傳感單元包括依次連接的風速傳感器、第三數據采集串口、第三單片機和第三通信串口，所述受力傳感單元包括依次連接的受力傳感器、第四數據采集串口、第四單片機和第四通信串口，所述位移傳感單元包括依次連接的位移傳感器、第五數據采集串口、第五單片機和第五通信串口，所述振動頻率傳感單元包括依次連接的振動頻率傳感器、第六數據采集串口、第六單片機和第六通信串口。
[0030]所述溫度傳感單元還包括第一串口轉USB模塊，所述第一通信串口連接所述第一串口轉USB模塊，同理所述濕度傳感單元還包括第二串口轉USB模塊，所述第二通信串口連接所述第二串口轉USB模塊，所述風速傳感單元還包括第三串口轉USB模塊，所述第三通信串口連接所述第三串口轉USB模塊，所述受力傳感單元還包括第四串口轉USB模塊，所述第四通信串口連接所述第四串口轉USB模塊，所述位移傳感單元還包括第五串口轉USB模塊，所述第五通信串口連接所述第五串口轉USB模塊，所述振動頻率傳感單元還包括第六串口轉USB模塊，所述第六通信串口連接所述第六串口轉USB模塊，。
[0031]監測的物理量主要包括溫度、濕度、風速，受力、位移以及振動頻率等，傳感器根據需要選擇，利用單片機將采集到的數據通過串口通信方式發送。
[0032]此外，在一個具體示例中，各個所述近程跳頻發射單元包括射頻芯片。
[0033]近程跳頻發射單元和信息采集模塊相連，將信息采集模塊采集到的數據通過射頻芯片發送出去。
[0034]此外，在一個具體示例中，各個所述近程跳頻發射單元包括還包括天線模塊，所述射頻芯片的輸出端連接所述天線模塊的輸入端。天線模塊可以增加數據發送的距離和速率。
[0035]為了更好地理解上述設備，以下詳細闡述一個本發明輸電鐵塔監測設備的應用實例。
[0036]如圖2所示，輸電鐵塔監測設備可以包括:
[0037]用于采集待監測輸電鐵塔現場數據的信息采集模塊201、近程跳頻發射模塊202、近程跳頻接收模塊203、數據匯總平臺204、遠程跳頻發射模塊205、中轉平臺206，遠程跳頻接收模塊207、后端數據存儲平臺208和監控顯示中心209;所述現場數據包括溫度、濕度、風速、受力、位移和振動頻率；
[0038]所述信息采集模塊201的輸出端連接所述近程跳頻發射模塊202的輸入端，所述近程跳頻發射模塊202的輸出端連接所述近程跳頻接收模塊203的輸入端，所述近程跳頻接收模塊203的輸出端連接所述數據匯總平臺204的輸入端，所述數據匯總平臺204的輸出端連接所述遠程跳頻發射模塊205的輸入端，所述遠程跳頻發射模塊205的輸出端連接所述遠程跳頻接收模塊207的輸入端，所述遠程跳頻接收模塊207的輸出端連接所述后端數據存儲平臺208的輸入端，所述后端數據存儲平臺208的輸出端連接所述監控顯示中心209的輸入端；如果通訊距離過長，可以設置中轉平臺206，所述遠程跳頻發射模塊205的輸出端連接中轉平臺206的輸入端，中轉平臺206的輸出端連接所述遠程跳頻接收模塊207的輸入端；
[0039]所述數據匯總平臺204包括:
[0040]數據存儲單元2041，用于存儲采集的待監測輸電鐵塔現場數據；
[0041]數據處理單元2042，用于在預設時間內分別判斷采集的待監測輸電鐵塔現場數據中的溫度、濕度、風速、受力、位移和振動頻率是否發生變化；
[0042]數據輸出單元2043，用于當判定在所述預設時間內采集的溫度不變時，輸出一個采集的溫度；當判定在所述預設時間內采集的濕度不變時，輸出一個采集的濕度；當判定在所述預設時間內采集的風速不變時，輸出一個采集的風速；當判定在所述預設時間內采集的受力不變時，輸出一個采集的受力；當判定在所述預設時間內采集的位移不變時，輸出一個采集的位移；當判定在所述預設時間內采集的振動頻率不變時，輸出一個采集的振動頻率；
[0043]所述信息采集模塊201包括一個溫度傳感單元2011，一個濕度傳感單元2012，一個風速傳感單元2013，一個受力傳感單元2014，一個位移傳感單元2015，以及一個振動頻率傳感單元2016 ;溫度傳感單元2011、濕度傳感單元2012，風速傳感單元2013、受力傳感單元2014、位移傳感單元2015和振動頻率傳感單元2016的位置根據實際需要設置；
[0044]所述近程跳頻發射模塊202包括六個近程跳頻發射單元，溫度傳感單元2011、濕度傳感單元2012、風速傳感單元2013、受力傳感單元2014、位移傳感單元2015和振動頻率傳感單元2016分別連接一個近程跳頻發射單元2021;
[0045]所述溫度傳感單元2011包括依次連接的溫度傳感器、數據采集串口、單片機、通信串口和串口轉USB模塊，所述濕度傳感單元2012包括依次連接的濕度傳感器、數據采集串口、單片機、通信串口和串口轉USB模塊，所述風速傳感單元2013包括依次連接的風速傳感器、數據采集串口、單片機、通信串口和串口轉USB模塊，所述受力傳感單元2014包括依次連接的受力傳感器、數據采集串口、單片機、通信串口和串口轉USB模塊，所述位移傳感單元2015包括依次連接的位移傳感器、數據采集串口、單片機、通信串口和串口轉USB模塊，所述振動頻率傳感單元2016包括依次連接的振動頻率傳感器、數據采集串口、單片機、通信串口和串口轉USB模塊；
[0046]各個所述近程跳頻發射單元2021包括依次連接的射頻芯片、天線模塊和串口轉USB模塊;
[0047]近程跳頻接收模塊203包括依次連接的射頻芯片、天線模塊和串口轉USB模塊；
[0048]遠程跳頻發射模塊205和遠程跳頻接收模塊207主要用來發送和接收數據匯總平臺204的數據，通過增加發射功率和制作特定的天線模塊，實現遠距離數據發送，如果通訊距離過長，可以通過設置中轉平臺206實現；
[0049]遠程跳頻發射模塊205和遠程跳頻接收模塊207也包括依次連接的射頻芯片、天線模塊和串口轉USB模塊，不過遠程跳頻發射模塊205和遠程跳頻接收模塊207中的射頻芯片和天線模塊具備較大的發射功率，確保能夠數據可以發送較遠距離，通訊速率快，實現遠程通信；
[0050]后端數據存儲平臺208具備對接收到的數據進行存儲的功能。最后可以在監控顯示中心209呈現給工作人員輸電鐵塔運行狀況數據。
[0051]從以上描述可知，本實施例信息采集模塊通過跳頻發射模塊發送采集的輸電鐵塔的現場數據，跳頻接收模塊接收現場數據，數據匯總平臺與跳頻接收模塊相連，對現場數據暫存和處理，遠程跳頻發射模塊將處理過的現場數據進行遠程發送，由遠程跳頻接收模塊接收，如果通訊距離過長，可以通過設置多個中轉平臺實現，后端數據存儲平臺進行存儲，監控顯示中心顯示出輸電鐵塔現場運行狀況，采用跳頻通信技術進行數據的高效傳輸，一方面解決輸電線路電磁干擾對現場數據發送的影響；另一方面跳頻通信技術的遠程通信能力強，數據傳輸快，適合空曠環境，有利于數據的遠距離傳輸，更好地做到輸電鐵塔現場運行狀況的監測。
[0052]以上所述實施例的各技術特征可以進行任意的組合，為使描述簡潔，未對上述實施例中的各個技術特征所有可能的組合都進行描述，然而，只要這些技術特征的組合不存在矛盾，都應當認為是本說明書記載的范圍。
[0053]以上所述實施例僅表達了本發明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對發明專利范圍的限制。應當指出的是，對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發明的保護范圍。因此，本發明專利的保護范圍應以所附權利要求為準。
【主權項】
1.一種輸電鐵塔監測設備，其特征在于，包括近程跳頻發射模塊、近程跳頻接收模塊、數據匯總平臺、遠程跳頻發射模塊、遠程跳頻接收模塊和用于采集待監測輸電鐵塔現場數據的信息采集模塊； 所述信息采集模塊的輸出端連接所述近程跳頻發射模塊的輸入端，所述近程跳頻發射模塊的輸出端連接所述近程跳頻接收模塊的輸入端，所述近程跳頻接收模塊的輸出端連接所述數據匯總平臺的輸入端，所述數據匯總平臺的輸出端連接所述遠程跳頻發射模塊的輸入端，所述遠程跳頻發射模塊的輸出端連接所述遠程跳頻接收模塊的輸入端。2.根據權利要求1所述的輸電鐵塔監測設備，其特征在于，所述現場數據包括溫度、濕度、風速、受力、位移和振動頻率。3.根據權利要求2所述的輸電鐵塔監測設備，其特征在于，所述數據匯總平臺包括: 數據存儲單元，用于存儲采集的待監測輸電鐵塔現場數據； 數據處理單元，用于在預設時間內分別判斷采集的待監測輸電鐵塔現場數據中的溫度、濕度、風速、受力、位移和振動頻率是否發生變化； 數據輸出單元，用于當判定在所述預設時間內采集的溫度不變時，輸出一個采集的溫度；當判定在所述預設時間內采集的濕度不變時，輸出一個采集的濕度；當判定在所述預設時間內采集的風速不變時，輸出一個采集的風速；當判定在所述預設時間內采集的受力不變時，輸出一個采集的受力；當判定在所述預設時間內采集的位移不變時，輸出一個采集的位移;當判定在所述預設時間內采集的振動頻率不變時，輸出一個采集的振動頻率。4.根據權利要求3所述的輸電鐵塔監測設備，其特征在于，還包括后端數據存儲平臺和監控顯示中心，所述遠程跳頻接收模塊的輸出端連接所述后端數據存儲平臺的輸入端，所述后端數據存儲平臺的輸出端連接所述監控顯示中心的輸入端。5.根據權利要求4所述的輸電鐵塔監測設備，其特征在于，還包括設置在所述遠程跳頻發射模塊和所述遠程跳頻接收模塊之間的一個或多個中轉平臺，所述中轉平臺包括依次連接的所述遠程跳頻發射模塊和所述遠程跳頻接收模塊。6.根據權利要求2所述的輸電鐵塔監測設備，其特征在于，所述信息采集模塊包括一個或多個溫度傳感單元，一個或多個濕度傳感單元，一個或多個風速傳感單元，一個或多個受力傳感單元，一個或多個位移傳感單元，以及一個或多個振動頻率傳感單元。7.根據權利要求6所述的輸電鐵塔監測設備，其特征在于，所述近程跳頻發射模塊包括若干個近程跳頻發射單元，每一個溫度傳感單元、濕度傳感單元、風速傳感單元、受力傳感單元、位移傳感單元和振動頻率傳感單元分別連接一個近程跳頻發射單元。8.根據權利要求6所述的輸電鐵塔監測設備，其特征在于，所述溫度傳感單元包括依次連接的溫度傳感器、第一數據采集串口、第一單片機和第一通信串口，所述濕度傳感單元包括依次連接的濕度傳感器、第二數據采集串口、第二單片機和第二通信串口，所述風速傳感單元包括依次連接的風速傳感器、第三數據采集串口、第三單片機和第三通信串口，所述受力傳感單元包括依次連接的受力傳感器、第四數據采集串口、第四單片機和第四通信串口，所述位移傳感單元包括依次連接的位移傳感器、第五數據采集串口、第五單片機和第五通信串口，所述振動頻率傳感單元包括依次連接的振動頻率傳感器、第六數據采集串口、第六單片機和第六通信串口。9.根據權利要求7所述的輸電鐵塔監測設備，其特征在于，各個所述近程跳頻發射單元包括射頻芯片。10.根據權利要求9所述的輸電鐵塔監測設備，其特征在于，各個所述近程跳頻發射單元包括還包括天線模塊，所述射頻芯片的輸出端連接所述天線模塊的輸入端。
【文檔編號】H02J13/00GK106059619SQ201610507382
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年6月28日
【發明人】楊挺, 夏云峰, 黃健華, 師留陽, 謝從珍, 尹創榮, 葉鉅芬, 張遠健, 邱秋輝, 韋海坤, 王淦彪, 唐淑歆, 陳燦輝, 何浩輝, 楊睿, 朱文, 胡江華, 戴棟
【申請人】廣東電網有限責任公司東莞供電局, 華南理工大學