一种基于无线传感器网络的电力线杆塔监测系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及电力线杆塔监测领域，具体涉及基于无线传感器网络的电力线杆塔监测系统领域。
【背景技术】
[0002]电力设施作为电能生产、输送、供应的载体，其中高压线路和电力塔更是远程电能输送的关键设施，但由于人为违法损坏和自然灾害损坏等不确定因素的影响，导致电力传输中断的案例比比皆是。电力传输中断，不仅影响人类正常生活，导致经济损失，更可能在灾害发生情况下，影响救灾指挥决策。由此可见，对电力设施的保护十分重要。但是由于高压线路和电力塔所在环境、所在位置不同，区域差异大，如果采用常规巡检手段，检查一次周期长，而且无法第一时间发现隐患。同时由于受到各类技术及条件的限制，电力塔及线路上的实时信息也无法实时传输至控制中心，这就使得建立一个无线的电力塔实时监测系统十分必要。
[0003]目前电力设施，尤其是包括电力塔在内的野外骨干网传输设施的参数信息监测主要采用上述的人工巡检方式和这两年电网公司开展试点应用的无人机巡检方式。人工巡检费用低廉，但巡检结果精度低，劳动强度大，容易因为地形的限制导致因人工不能到达而存在巡检盲区；直升机巡检，容易受到天气的影响，而且成本非常高，因此应用较少，目前主要处在试点建设阶段，仅在一些灾难应急处理时应用。
[0004]这两种巡检方式局限性都较大，而随着无线传感器网络技术的出现与迅猛发展，应用它作为电力设施监测技术成为可能。相比于其他的技术，它拥有两方面的优势:一是它无需有线，传统有线监测网络的线路布置和实施工程巨大，线路容易受损，不可移动，调整性差。而电力塔地形位置不便，区域范围大，因而无线监测方法非常适合于这类监测系统的构建。二是无线传感器网络低能耗，高压线路和电力塔由于电力设施传输及安全需要，不允许外加设备直接在电力线路上取电，无线传感器网络采用电池供电的低能耗特性很好地解决了这个问题。因此，国内外专家和学者开始研究如何将无线传感器网络应用到电力设施的监测系统中来。
【发明内容】
[0005]本实用新型提供了一种基于无线传感器网络的电力线杆塔监测系统，通过检测模块、无线网关模块和GPRS模块，实现电力塔远程监控。
[0006]为达到上述目的，本实用新型公开的一种基于无线传感器网络的电力线杆塔监测系统，包括设置在线路上各个杆塔上的检测模块、无线网关模块和中继站的GPRS模块以及中心机房的上位机；所述的检测模块依次包括采集模块、检测端单片机和一个检测端无线模块；所述的无线网关模块依次包括一个网关端无线模块和网关端单片机；前后杆塔的无线网关组模块成接力链路，再经过GPRS模块节点汇总后长途发射到中心机房的上位机进行信号处理。检测模块和无线网关模块均由单片机进行整体控制；信息采集模块可同时采集温度、湿度数据和视频图像信息。无线模块同时通过UART异步串口与主处理器进行通信和采用SPI总线接口完成模块的初始化和命令。设置在无线网关模块中的单片机与GPRS模块进行通讯。GPRS模块不仅实现无线传感器网络节点的网络登录、退出，监测信息的收发、转发，同时还实现局部监测区域节点的网络拓扑结构延伸。
[0007]作为优选，一种基于无线传感器网络的电力线杆塔监测系统，所述的检测端单片机，网关端单片机同为C8051F340。该型号单片机功能强大，足以堪用。
[0008]作为优选，一种基于无线传感器网络的电力线杆塔监测系统，所述的检测端无线模块、网关端无线模块均为JN5148。该型号的无限模块，发射功率能保证在电力杆塔间距内信号传递的可靠。
[0009]作为优选，一种基于无线传感器网络的电力线杆塔监测系统，前后杆塔的无线网关组成接力链路时的直线间隔距离小于无线模块的有效发射距离3千米。该距离为无线模块与GPRS模块通讯的可靠工作半径，组网后保证通讯顺畅。
[0010]本实用新型基于无线传感器网络，通过节点自身电路和协议，实现数据包快速有效的延伸接力传输，从而实现电力塔远程监测。
【附图说明】
[0011]图1为本实用新型的各模块连接示意图；
[0012]图2是本实用新型具体实施例示意图。
[0013]图中:1、采集模块；2、检测端单片机；3、检测端无线模块；4、网关端无线模块；
[0014]5、网关端单片机；6、杆塔；7、中继站；8、中心机房。
【具体实施方式】
[0015]实施例1:如图1，图2所示，本实用新型，一种基于无线传感器网络的电力线杆塔监测系统，包括设置在线路上各个杆塔6上的检测模块、无线网关模块和中继站7的GPRS模块以及中心机房8的上位机；所述的检测模块依次包括采集模块1、检测端单片机2和一个检测端无线模块3 ;所述的无线网关模块依次包括一个网关端无线模块4和网关端单片机5 ;前后杆塔6的无线网关模块组成接力链路，再经过中继站7的GPRS模块节点汇总后长途发射到中心机房8的上位机进行信号处理。检测模块和无线网关模块均由C8051F340单片机进行整体控制；信息采集模块可同时采集温度、湿度数据和视频图像信息。无线模块同时通过UART异步串口与主处理器进行通信和采用SPI总线接口完成模块的初始化和命令。设置在无线网关模块中的单片机与GPRS模块进行通讯。GPRS模块不仅实现无线传感器网络节点的网络登录、退出，监测信息的收发、转发，同时还实现局部监测区域节点的网络拓扑结构延伸。
[0016]实施例2:其工作原理同实施例1，其中所述的检测端无线模块、网关端无线模块均为JN5148。该型号的无线模块，发射功率能保证在电力杆塔间距内信号传递的可靠。
[0017]实施例3:其工作原理同前两实施例，前后杆塔6的无线网关组成接力链路时的直线间隔距离小于无线模块的有效发射距离3千米。该距离为无线模块与GPRS模块通讯的可靠工作半径，组网后保证通讯顺畅。
[0018]本实用新型基于无线传感器网络，通过节点自身电路和协议，实现数据包快速有效的延伸接力传输，从而实现电力塔远程监测。该型号的无限模块，发射功率能保证在电力杆塔间距内信号传递的可靠。
【主权项】
1.一种基于无线传感器网络的电力线杆塔监测系统，其特征在于:包括设置在线路上各个杆塔(6)上的检测模块、无线网关模块和中继站(7)的GPRS模块以及中心机房(8)的上位机；所述的检测模块依次包括采集模块(I)、检测端单片机(2)和一个检测端无线模块(3);所述的无线网关模块依次包括一个网关端无线模块(4)和网关端单片机(5);前后杆塔的无线网关模块组成接力链路，再经过中继站(7)的GPRS模块节点汇总后长途发射到中心机房(8)的上位机进行信号处理。
2.根据权利要求1所述的基于无线传感器网络的电力线杆塔监测系统，其特征在于:所述的检测端单片机(2)，网关端单片机(5)同为C8051F340。
3.根据权利要求1所述的基于无线传感器网络的电力线杆塔监测系统，其特征在于:所述的检测端无线模块(3)、网关端无线模块(4)均为JN5148。
4.根据权利要求2或3所述的基于无线传感器网络的电力线杆塔监测系统，其特征在于:前后杆塔的无线网关组成接力链路时的直线间隔距离小于无线模块的有效发射距离3千米。
【专利摘要】一种基于无线传感器网络的电力线杆塔监测系统，包括设置在线路上各个杆塔上的检测模块、无线网关模块和中继站的GPRS模块以及中心机房的上位机；所述的检测模块依次包括采集模块、检测端单片机和一个检测端无线模块；所述的无线网关模块依次包括一个网关端无线模块和网关端单片机；前后杆塔的无线网关组成接力链路，再于经过GPRS模块节点汇总后长途发射到中心机房的上位机进行信号处理。本实用新型基于无线传感器网络，通过节点自身电路和协议，实现数据包快速有效的延伸接力传输，从而实现电力塔远程监测。
【IPC分类】G08C17-02, H04L29-08
【公开号】CN204334629
【申请号】CN201420712135
【发明人】祝永华, 徐进, 郁炜, 秦本涛, 叶德昌
【申请人】衢州学院
【公开日】2015年5月13日
【申请日】2014年11月25日