输电铁塔监测设备的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种输电铁塔监测设备，包括近程跳频发射模块、近程跳频接收模块、数据汇总平台、远程跳频发射模块、远程跳频接收模块和用于采集待监测输电铁塔现场数据的信息采集模块；信息采集模块的输出端连接近程跳频发射模块的输入端，近程跳频发射模块的输出端连接近程跳频接收模块的输入端，近程跳频接收模块的输出端连接数据汇总平台的输入端，数据汇总平台的输出端连接远程跳频发射模块的输入端，远程跳频发射模块的输出端连接远程跳频接收模块的输入端。本发明采用跳频通信技术进行数据的高效传输，解决输电线路电磁干扰对现场数据发送的影响；跳频通信技术的远程通信能力强，数据传输快，更好地做到输电铁塔现场运行状况的监测。
【专利说明】
输电铁塔监测设备
技术领域
[0001]本发明涉及输电铁塔在线监测技术领域，特别是涉及一种输电铁塔监测设备。
【背景技术】
[0002]输电铁塔作为输电线路的重要组成部分，对输电线路正常运行具有重要意义。随着输电线路电压等级的不断提高，对输电铁塔的安全运行进行在线监测显得尤为重要。但是，输电铁塔所处环境较为复杂，周围存在电磁场干扰，并且一般处于郊区野外，移动通信信号比较弱。
[0003]如果采取一般的通信方式进行输电铁塔现场数据采集和发送，会受到电磁场干扰和由于信号较弱无法实现数据的正常发送，影响输电铁塔在线监测的实现，采用何种通信技术实现数据的高效发送成为输电铁塔在线监测研究亟待解决的问题。
【发明内容】
[0004]基于上述情况，本发明提出了一种输电铁塔监测设备，采用跳频通信技术进行数据的高效传输，实现输电铁塔现场运行状况的监测。
[0005]为了实现上述目的，本发明技术方案的实施例为:
[0006]—种输电铁塔监测设备，包括近程跳频发射模块、近程跳频接收模块、数据汇总平台、远程跳频发射模块、远程跳频接收模块和用于采集待监测输电铁塔现场数据的信息采集模块；
[0007]所述信息采集模块的输出端连接所述近程跳频发射模块的输入端，所述近程跳频发射模块的输出端连接所述近程跳频接收模块的输入端，所述近程跳频接收模块的输出端连接所述数据汇总平台的输入端，所述数据汇总平台的输出端连接所述远程跳频发射模块的输入端，所述远程跳频发射模块的输出端连接所述远程跳频接收模块的输入端。
[0008]与现有技术相比，本发明的有益效果为:本发明输电铁塔监测设备，信息采集模块采集待监测输电铁塔现场数据，近程跳频发射模块发送采集的现场数据到近程跳频接收模块，近程跳频接收模块发送采集的现场数据到数据汇总平台，数据汇总平台进一步发送相应的数据到远程跳频发射模块，远程跳频发射模块发送相应的数据到远程跳频接收模块，采用跳频通信技术进行数据的高效传输，一方面解决输电线路电磁干扰对现场数据发送的影响；另一方面跳频通信技术的远程通信能力强，数据传输快，适合空旷环境，有利于数据的远距离传输，更好地做到输电铁塔现场运行状况的监测。
【附图说明】
[0009]图1为一个实施例中输电铁塔监测设备结构示意图；
[0010]图2为基于图1所示设备一个具体示例中输电铁塔监测设备结构示意图。
【具体实施方式】
[0011]为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的【具体实施方式】仅仅用以解释本发明，并不限定本发明的保护范围。
[0012]—个实施例中输电铁塔监测设备，如图1所示，包括近程跳频发射模块102、近程跳频接收模块103、数据汇总平台104、远程跳频发射模块105、远程跳频接收模块106和用于采集待监测输电铁塔现场数据的信息采集模块101;
[0013]所述信息采集模块101的输出端连接所述近程跳频发射模块102的输入端，所述近程跳频发射模块102的输出端连接所述近程跳频接收模块103的输入端，所述近程跳频接收模块103的输出端连接所述数据汇总平台104的输入端，所述数据汇总平台104的输出端连接所述远程跳频发射模块105的输入端，所述远程跳频发射模块105的输出端连接所述远程跳频接收t吴块106的输入端。
[0014]从以上描述可知，本发明输电铁塔监测设备，采用跳频通信技术进行数据的高效传输，一方面解决输电线路电磁干扰对现场数据发送的影响；另一方面跳频通信技术的远程通信能力强，数据传输快，适合空旷环境，有利于数据的远距离传输，更好地做到输电铁塔现场运行状况的监测。
[0015]此外，在一个具体示例中，所述现场数据包括温度、湿度、风速、受力、位移和振动频率。其中温度为待监测输电铁塔监测点的温度，同理湿度、风速、受力、位移和振动频率分别为待监测输电铁塔监测点的湿度、风速、受力、位移和振动频率。所述现场数据还可以包括其它可以表征待监测输电铁塔物理特性的其它物理量。
[0016]此外，在一个具体示例中，所述数据汇总平台包括:
[0017]数据存储单元，用于存储采集的待监测输电铁塔现场数据；
[0018]数据处理单元，用于在预设时间内分别判断采集的待监测输电铁塔现场数据中的温度、湿度、风速、受力、位移和振动频率是否发生变化；
[0019]数据输出单元，用于当判定在所述预设时间内采集的温度不变时，输出一个采集的温度；当判定在所述预设时间内采集的湿度不变时，输出一个采集的湿度；当判定在所述预设时间内采集的风速不变时，输出一个采集的风速；当判定在所述预设时间内采集的受力不变时，输出一个采集的受力；当判定在所述预设时间内采集的位移不变时，输出一个采集的位移;当判定在所述预设时间内采集的振动频率不变时，输出一个采集的振动频率。
[0020]信息采集模块采集待监测输电铁塔的现场数据，所述现场数据包括温度、湿度、风速、受力、位移和振动频率，通过近程跳频发射模块和近程跳频接收模块将采集的待监测输电铁塔现场数据传输至数据汇总平台，数据汇总平台中的数据存储单元存储采集的待监测输电铁塔现场数据，然后数据处理单元分别判断在预设时间内采集的待监测输电铁塔现场数据中的温度、湿度、风速、受力、位移和振动频率是否发生变化，当判定在所述预设时间内采集的温度不变时，数据输出单元输出一个采集的温度；当判定在所述预设时间内采集的湿度不变时，数据输出单元输出一个采集的湿度；当判定在所述预设时间内采集的风速不变时，数据输出单元输出一个采集的风速;当判定在所述预设时间内采集的受力不变时，数据输出单元输出一个采集的受力；当判定在所述预设时间内采集的位移不变时，数据输出单元输出一个采集的位移；当判定在所述预设时间内采集的振动频率不变时，数据输出单元输出一个采集的振动频率。即如果在一段时间内采集的温度不变，输出一个采集的温度，其它相同的温度不输出，湿度、风速、受力、位移和振动频率同理，这样在后续远程跳频发射模块和远程跳频接收模块传输的数据仅是信息采集模块采集的现场数据中的一部分，传输数据量减少，数据传输速率加快，同时数据传输过程中的能源消耗降低。
[0021]此外，在一个具体示例中，所述输电铁塔监测设备还包括后端数据存储平台和监控显示中心，所述远程跳频接收模块的输出端连接所述后端数据存储平台的输入端，所述后端数据存储平台的输出端连接所述监控显示中心的输入端。
[0022]后端数据存储平台对远程跳频接收模块传输的数据进行存储，监控显示中心显示后端数据存储平台存储的数据，显示出输电铁塔现场运行状况，方便相关人员查看。
[0023]此外，在一个具体示例中，所述输电铁塔监测设备还包括设置在所述远程跳频发射模块和所述远程跳频接收模块之间的一个或多个中转平台，所述中转平台包括依次连接的所述远程跳频发射模块和所述远程跳频接收模块。
[0024]如果通讯距离过长，可以通过设置一个或多个中转平台进行数据传输，适合实际应用。
[0025]此外，在一个具体示例中，所述信息采集模块包括一个或多个温度传感单元，一个或多个湿度传感单元，一个或多个风速传感单元，一个或多个受力传感单元，一个或多个位移传感单元，以及一个或多个振动频率传感单元。
[0026]根据实际需要设置温度传感单元、湿度传感单元、风速传感单元、受力传感单元、位移传感单元和振动频率传感单元的个数和位置，满足不同的应用需要。基于跳频技术组建了多组信息采集功能装置与数据汇总平台的分布式无线网络，实现了多终端的数据通
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[0027]此外，在一个具体示例中，所述近程跳频发射模块包括若干个近程跳频发射单元，每一个温度传感单元、湿度传感单元、风速传感单元、受力传感单元、位移传感单元和振动频率传感单元分别连接一个近程跳频发射单元。
[0028]近程跳频发射单元将每一个温度传感单元、湿度传感单元、风速传感单元、受力传感单元、位移传感单元和振动频率传感单元采集的数据发送出去，保证后续处理正常进行。
[0029]此外，在一个具体示例中，所述温度传感单元包括依次连接的温度传感器、第一数据采集串口、第一单片机和第一通信串口，所述湿度传感单元包括依次连接的湿度传感器、第二数据采集串口、第二单片机和第二通信串口，所述风速传感单元包括依次连接的风速传感器、第三数据采集串口、第三单片机和第三通信串口，所述受力传感单元包括依次连接的受力传感器、第四数据采集串口、第四单片机和第四通信串口，所述位移传感单元包括依次连接的位移传感器、第五数据采集串口、第五单片机和第五通信串口，所述振动频率传感单元包括依次连接的振动频率传感器、第六数据采集串口、第六单片机和第六通信串口。
[0030]所述温度传感单元还包括第一串口转USB模块，所述第一通信串口连接所述第一串口转USB模块，同理所述湿度传感单元还包括第二串口转USB模块，所述第二通信串口连接所述第二串口转USB模块，所述风速传感单元还包括第三串口转USB模块，所述第三通信串口连接所述第三串口转USB模块，所述受力传感单元还包括第四串口转USB模块，所述第四通信串口连接所述第四串口转USB模块，所述位移传感单元还包括第五串口转USB模块，所述第五通信串口连接所述第五串口转USB模块，所述振动频率传感单元还包括第六串口转USB模块，所述第六通信串口连接所述第六串口转USB模块，。
[0031]监测的物理量主要包括温度、湿度、风速，受力、位移以及振动频率等，传感器根据需要选择，利用单片机将采集到的数据通过串口通信方式发送。
[0032]此外，在一个具体示例中，各个所述近程跳频发射单元包括射频芯片。
[0033]近程跳频发射单元和信息采集模块相连，将信息采集模块采集到的数据通过射频芯片发送出去。
[0034]此外，在一个具体示例中，各个所述近程跳频发射单元包括还包括天线模块，所述射频芯片的输出端连接所述天线模块的输入端。天线模块可以增加数据发送的距离和速率。
[0035]为了更好地理解上述设备，以下详细阐述一个本发明输电铁塔监测设备的应用实例。
[0036]如图2所示，输电铁塔监测设备可以包括:
[0037]用于采集待监测输电铁塔现场数据的信息采集模块201、近程跳频发射模块202、近程跳频接收模块203、数据汇总平台204、远程跳频发射模块205、中转平台206，远程跳频接收模块207、后端数据存储平台208和监控显示中心209;所述现场数据包括温度、湿度、风速、受力、位移和振动频率；
[0038]所述信息采集模块201的输出端连接所述近程跳频发射模块202的输入端，所述近程跳频发射模块202的输出端连接所述近程跳频接收模块203的输入端，所述近程跳频接收模块203的输出端连接所述数据汇总平台204的输入端，所述数据汇总平台204的输出端连接所述远程跳频发射模块205的输入端，所述远程跳频发射模块205的输出端连接所述远程跳频接收模块207的输入端，所述远程跳频接收模块207的输出端连接所述后端数据存储平台208的输入端，所述后端数据存储平台208的输出端连接所述监控显示中心209的输入端；如果通讯距离过长，可以设置中转平台206，所述远程跳频发射模块205的输出端连接中转平台206的输入端，中转平台206的输出端连接所述远程跳频接收模块207的输入端；
[0039]所述数据汇总平台204包括:
[0040]数据存储单元2041，用于存储采集的待监测输电铁塔现场数据；
[0041]数据处理单元2042，用于在预设时间内分别判断采集的待监测输电铁塔现场数据中的温度、湿度、风速、受力、位移和振动频率是否发生变化；
[0042]数据输出单元2043，用于当判定在所述预设时间内采集的温度不变时，输出一个采集的温度；当判定在所述预设时间内采集的湿度不变时，输出一个采集的湿度；当判定在所述预设时间内采集的风速不变时，输出一个采集的风速；当判定在所述预设时间内采集的受力不变时，输出一个采集的受力；当判定在所述预设时间内采集的位移不变时，输出一个采集的位移；当判定在所述预设时间内采集的振动频率不变时，输出一个采集的振动频率；
[0043]所述信息采集模块201包括一个温度传感单元2011，一个湿度传感单元2012，一个风速传感单元2013，一个受力传感单元2014，一个位移传感单元2015，以及一个振动频率传感单元2016 ;温度传感单元2011、湿度传感单元2012，风速传感单元2013、受力传感单元2014、位移传感单元2015和振动频率传感单元2016的位置根据实际需要设置；
[0044]所述近程跳频发射模块202包括六个近程跳频发射单元，温度传感单元2011、湿度传感单元2012、风速传感单元2013、受力传感单元2014、位移传感单元2015和振动频率传感单元2016分别连接一个近程跳频发射单元2021;
[0045]所述温度传感单元2011包括依次连接的温度传感器、数据采集串口、单片机、通信串口和串口转USB模块，所述湿度传感单元2012包括依次连接的湿度传感器、数据采集串口、单片机、通信串口和串口转USB模块，所述风速传感单元2013包括依次连接的风速传感器、数据采集串口、单片机、通信串口和串口转USB模块，所述受力传感单元2014包括依次连接的受力传感器、数据采集串口、单片机、通信串口和串口转USB模块，所述位移传感单元2015包括依次连接的位移传感器、数据采集串口、单片机、通信串口和串口转USB模块，所述振动频率传感单元2016包括依次连接的振动频率传感器、数据采集串口、单片机、通信串口和串口转USB模块；
[0046]各个所述近程跳频发射单元2021包括依次连接的射频芯片、天线模块和串口转USB模块;
[0047]近程跳频接收模块203包括依次连接的射频芯片、天线模块和串口转USB模块；
[0048]远程跳频发射模块205和远程跳频接收模块207主要用来发送和接收数据汇总平台204的数据，通过增加发射功率和制作特定的天线模块，实现远距离数据发送，如果通讯距离过长，可以通过设置中转平台206实现；
[0049]远程跳频发射模块205和远程跳频接收模块207也包括依次连接的射频芯片、天线模块和串口转USB模块，不过远程跳频发射模块205和远程跳频接收模块207中的射频芯片和天线模块具备较大的发射功率，确保能够数据可以发送较远距离，通讯速率快，实现远程通信；
[0050]后端数据存储平台208具备对接收到的数据进行存储的功能。最后可以在监控显示中心209呈现给工作人员输电铁塔运行状况数据。
[0051]从以上描述可知，本实施例信息采集模块通过跳频发射模块发送采集的输电铁塔的现场数据，跳频接收模块接收现场数据，数据汇总平台与跳频接收模块相连，对现场数据暂存和处理，远程跳频发射模块将处理过的现场数据进行远程发送，由远程跳频接收模块接收，如果通讯距离过长，可以通过设置多个中转平台实现，后端数据存储平台进行存储，监控显示中心显示出输电铁塔现场运行状况，采用跳频通信技术进行数据的高效传输，一方面解决输电线路电磁干扰对现场数据发送的影响；另一方面跳频通信技术的远程通信能力强，数据传输快，适合空旷环境，有利于数据的远距离传输，更好地做到输电铁塔现场运行状况的监测。
[0052]以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
[0053]以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
【主权项】
1.一种输电铁塔监测设备，其特征在于，包括近程跳频发射模块、近程跳频接收模块、数据汇总平台、远程跳频发射模块、远程跳频接收模块和用于采集待监测输电铁塔现场数据的信息采集模块； 所述信息采集模块的输出端连接所述近程跳频发射模块的输入端，所述近程跳频发射模块的输出端连接所述近程跳频接收模块的输入端，所述近程跳频接收模块的输出端连接所述数据汇总平台的输入端，所述数据汇总平台的输出端连接所述远程跳频发射模块的输入端，所述远程跳频发射模块的输出端连接所述远程跳频接收模块的输入端。2.根据权利要求1所述的输电铁塔监测设备，其特征在于，所述现场数据包括温度、湿度、风速、受力、位移和振动频率。3.根据权利要求2所述的输电铁塔监测设备，其特征在于，所述数据汇总平台包括: 数据存储单元，用于存储采集的待监测输电铁塔现场数据； 数据处理单元，用于在预设时间内分别判断采集的待监测输电铁塔现场数据中的温度、湿度、风速、受力、位移和振动频率是否发生变化； 数据输出单元，用于当判定在所述预设时间内采集的温度不变时，输出一个采集的温度；当判定在所述预设时间内采集的湿度不变时，输出一个采集的湿度；当判定在所述预设时间内采集的风速不变时，输出一个采集的风速；当判定在所述预设时间内采集的受力不变时，输出一个采集的受力；当判定在所述预设时间内采集的位移不变时，输出一个采集的位移;当判定在所述预设时间内采集的振动频率不变时，输出一个采集的振动频率。4.根据权利要求3所述的输电铁塔监测设备，其特征在于，还包括后端数据存储平台和监控显示中心，所述远程跳频接收模块的输出端连接所述后端数据存储平台的输入端，所述后端数据存储平台的输出端连接所述监控显示中心的输入端。5.根据权利要求4所述的输电铁塔监测设备，其特征在于，还包括设置在所述远程跳频发射模块和所述远程跳频接收模块之间的一个或多个中转平台，所述中转平台包括依次连接的所述远程跳频发射模块和所述远程跳频接收模块。6.根据权利要求2所述的输电铁塔监测设备，其特征在于，所述信息采集模块包括一个或多个温度传感单元，一个或多个湿度传感单元，一个或多个风速传感单元，一个或多个受力传感单元，一个或多个位移传感单元，以及一个或多个振动频率传感单元。7.根据权利要求6所述的输电铁塔监测设备，其特征在于，所述近程跳频发射模块包括若干个近程跳频发射单元，每一个温度传感单元、湿度传感单元、风速传感单元、受力传感单元、位移传感单元和振动频率传感单元分别连接一个近程跳频发射单元。8.根据权利要求6所述的输电铁塔监测设备，其特征在于，所述温度传感单元包括依次连接的温度传感器、第一数据采集串口、第一单片机和第一通信串口，所述湿度传感单元包括依次连接的湿度传感器、第二数据采集串口、第二单片机和第二通信串口，所述风速传感单元包括依次连接的风速传感器、第三数据采集串口、第三单片机和第三通信串口，所述受力传感单元包括依次连接的受力传感器、第四数据采集串口、第四单片机和第四通信串口，所述位移传感单元包括依次连接的位移传感器、第五数据采集串口、第五单片机和第五通信串口，所述振动频率传感单元包括依次连接的振动频率传感器、第六数据采集串口、第六单片机和第六通信串口。9.根据权利要求7所述的输电铁塔监测设备，其特征在于，各个所述近程跳频发射单元包括射频芯片。10.根据权利要求9所述的输电铁塔监测设备，其特征在于，各个所述近程跳频发射单元包括还包括天线模块，所述射频芯片的输出端连接所述天线模块的输入端。
【文档编号】H02J13/00GK106059619SQ201610507382
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年6月28日
【发明人】杨挺, 夏云峰, 黄健华, 师留阳, 谢从珍, 尹创荣, 叶钜芬, 张远健, 邱秋辉, 韦海坤, 王淦彪, 唐淑歆, 陈灿辉, 何浩辉, 杨睿, 朱文, 胡江华, 戴栋
【申请人】广东电网有限责任公司东莞供电局, 华南理工大学