铁塔状态监测系统技术方案

本发明专利技术公开铁塔状态监测系统，设置风速风向检测模块、加速度检测模块实时检测塔顶的风速、风向和加速度，实时检测的数据用作判断铁塔是否出现倾斜、沉陷或倒塌，相关的状态信息经基站网关节点传输至外部服务平台，出现数据异常时，向至少1个外部手机发出报警信息，这种实时的检测和传输，缩短了监测周期；通过加速度数据获取塔顶的振动频率、幅度和方向，结合风速、风向，便可判断出铁塔是真的发生倾斜、沉陷或倒塌还是由于风的作用做出了适应性的摆动，提高判断准确度，避免出现错报和漏报；还设置温度监测模块，用于为风速风向检测模块和加速度检测模块做温度补偿，进一步提高监测精度。

Iron tower state monitoring system

The invention discloses a tower monitoring system, set the wind speed and direction detection module, acceleration detection module real-time detection of the wind speed, wind direction and acceleration, real-time detection of the data used to determine whether the tower tilt, subsidence or collapse of related state information via the base station gateway node is transmitted to the external service platform, the data is abnormal, alarm information at least 1 external mobile phone, the detection and transmission of real-time, shorten the monitoring period; the vibration frequency, amplitude and direction of the acceleration data acquisition by combining, wind speed and wind direction, we candetermine the tower is really happening tilt, subsidence or collapse or due to the action of wind made the adaptability of swing, improve judgment accuracy, avoid misstatements and omissions; temperature monitoring module is provided for wind speed and direction detection module With the acceleration detection module, the temperature compensation is done to further improve the monitoring precision.

【技术实现步骤摘要】
铁塔状态监测系统
本专利技术涉及户外高架物状态监测，具体涉及铁塔状态监测系统。
技术介绍
近年来随着通信技术的快速发展，通信铁塔作为通信基站的主要载体，在保障通讯信号的安全传输起着非常重要的作用。这些铁塔长期处在户外自然环境下，遭受台风、地震、冰冻、暴晒、山体滑坡等恶劣自然灾害以及地壳运动、人为施工等无法预计因素的影响，容易出现结构变形、基础沉陷、甚至塔体倾斜或倒塌的情形，这不仅会影响通讯信号的安全传输，还危害到人身安全。因此对通信铁塔的状态进行监测是保障通信网络正常，防止重大事故的必要手段。目前常用的铁塔状态监测方式是专业铁塔维护人员采用测绘仪器设备对通信铁塔进行定期测量，这种监测方式在时间轴上只是点的抽样，不能实时地掌握通信铁塔的状态，而且具有监测周期长、监测精度差、容易出现错报漏报等诸多不足的缺点，且随着通信铁塔数据日益庞大，分布范围越发广泛，这种监测方式已经无法满足现代铁塔监测的需要。
技术实现思路
本专利技术提供铁塔状态监测系统，解决现有铁塔状态监测系统存在的监测周期长、监测精度差、容易出现错报漏报问题。本专利技术通过以下技术方案解决上述问题：铁塔状态监测系统，包括至少1个数据采集点以及1个基站网关节点；在每个数据采集点中，包括温度检测模块、加速度检测模块、风速风向检测模块、控制器模块以及无线传输模块；所述温度检测模块的输出端与控制器模块相连；所述加速度检测模块的输出端与控制器模块相连；所述风速风向检测模块的输出端与控制器模块相连；所述控制器模块与无线传输模块相连；所述无线传输模块与至少1个外部手机相连；所述无线传输模块输出的信号传输至基站网关节点；所述基站网关节点与外部服务平台连接。进一步地，还包括GPS检测模块，所述GPS检测模块的输出端与控制器模块相连。进一步地，所述各数据采集点置于铝板密闭盒内，其中，所述无线传输模块的发送接收天线外露于铝板密闭盒。进一步地，所述数据采集点安装在通信铁塔的塔顶。进一步地，所述加速度检测模块为三轴加速度传感器，检测铁塔顶端的振动信号，输出至控制器模块。进一步地，所述风速风向检测模块为一体化传感器，检测铁塔顶端的风速及风向，输出至控制器模块。与现有技术相比，具有如下特点：1、设置温度检测模块、风速风向检测模块，检测铁塔的塔顶环境温度、风速、风向，设置加速度检测模块检测铁塔顶端位置三个方向的加速度信息，用作判断铁塔是否出现倾斜、沉陷或倒塌的数据基础；实时监控数据通过基站网关节点输入至外部服务平台，当出现数据异常时，向至少1个外部手机发出报警信息，铁塔维护人员可以通过手机或者外部服务平台了解铁塔状态，可有效地缩短铁塔的监测周期；由于铁塔所处的野外环境一年四季温度变化很大，而加速度检测模块、风速风向检测传感器的检测结果受温度的影响很大，通过设置温度检测模块实时采集塔顶的温度数据，直接输入至控制器模块中，由控制器模块对加速度、风速、风向进行温度补偿，提高监测精度；风速风向检测模块结合加速度检测模块获取的数据用作判断铁塔是否倾斜、沉陷或是倒塌，减少错报警以及漏报警的概率；2、根据目前通信铁塔点多、面广、分散的特点，进一步设置GPS检测模块，用以辅助基本检测参数，进一步提供铁塔安装数据采集点的信息，便于铁塔维护人员确定铁塔所在地的经纬度以及铁塔安装数据采集点的海拔高度信息，以便快速、准确定位出现故障的铁塔所在位置，提高排故效率，缩短排故周期。附图说明图1为本专利技术结构原理框图。具体实施方式以下结合实施例对本专利技术作进一步说明，但本专利技术并不局限于这些实施例。铁塔状态监测系统，包括至少1个数据采集点以及1个基站网关节点；在每个数据采集点中，包括温度检测模块、加速度检测模块、风速风向检测模块、控制器模块以及无线传输模块；所述温度检测模块的输出端与控制器模块相连；所述加速度检测模块的输出端与控制器模块相连；所述风速风向检测模块的输出端与控制器模块相连；所述控制器模块与无线传输模块相连；所述无线传输模块与至少1个外部手机相连；所述无线传输模块输出的信号传输至基站网关节点；所述基站网关节点与外部服务平台连接。各数据采集点对应的无线传输模块的输出信号汇聚至基站网关节点，铁塔维护人员通过访问外部服务平台获取各铁塔的状态监测数据。由于铁塔长期处在户外自然环境下，加上地壳运动、人为施工以及天气环境等无法预计因素的影响，铁塔每时每刻都存在不同程度的振动。因此，铁塔顶端自身振动的频率、幅度以及铁塔顶端环境的温度、风向、风速是监测铁塔状态最基本的参数。加速度检测模块为加速度传感器，具体为三轴加速度传感器，检测铁塔顶端的振动信号，输出至控制器模块。三轴加速度传感器的三个轴向分别为X轴、Y轴、Z轴，该传感器的三个轴向分别负责测量铁塔顶端三个方向(东西、南北和竖直方向)振动的加速度，为获取铁塔顶端自身振动的频率、幅度、方向提供数据基础，便于判断铁塔塔体是否发生倾斜、沉陷或是倒塌。例如当铁塔垂直于地面而且完全静止时，三轴加速度传感器的Z轴方向和竖直方向完全重合，此时，三轴加速度传感器在Z轴方向测量得到的加速度数据就应该等于当地的重力加速度；而当铁塔发生了倾斜时，三轴加速度传感器的Z轴方向和竖直方向就会有夹角，该夹角就是铁塔的倾斜角，根据三轴加速度传感器的Z轴方向测得的加速度数据和当地的重力加速度数据，就可以通过三角函数关系计算出倾斜角的大小。风速风向检测模块采用一体化风速风向传感器，用于检测铁塔顶端的风速及风向，输出至控制器模块。当风速达到一定程度时会引起铁塔的摆动，风速越大，铁塔顶端摆动的幅度也就越大，结合风向信息便可知道塔顶的倾斜是由风引起的还是其它原因导致塔体确实发生了倾斜。当铁塔顶端在某一方向以一定频率回来振动时，通过对比该振动方向和风速风向检测模块测得的风向，如果一致，则可判断铁塔顶端的振动主要由风吹引起，此时不发出铁塔倾斜报警，这样就可以极大地减少铁塔错报警以及漏报警的概率。温度检测模块为温度传感器，具体为数字式传感器，获取的温度数字信号直接输入至控制器模块中，具有精度高、体积小、成本低的特点。由于铁塔一年四季都处在户外自然环境下，而且一年中从寒冬的零下十几度到酷暑的三四十度，存在很大的温差，这势必会对加速度检测模块、风速风向传感器的准确度产生影响。为了消除这种影响，进一步提高监测精度，本专利技术设置温度检测模块实时采集铁塔顶端环境的温度数据，直接输入至控制器模块中，由控制器模块对其他检测数据进行温度补偿，为准确检测铁塔状态提供数据基础。进一步还包括GPS检测模块，所述GPS检测模块的输出端与控制器模块相连。GPS检测模块检测铁塔经纬度以及海拔高度。由于铁塔大多安装在野外，而且具有点多、面广、分散的特点，久而久之，铁塔维护人员可能难以找到待检修的铁塔所在位置，在各数据采集点设置GPS检测模块，可以使铁塔维护人员快速、准确地到达相应地点进行检修。在用通信铁塔一般为20米～200米，今后的修建的高度会更高，当铁塔发生较大幅度倾斜、沉陷甚至倒塌时，GPS检测模块测得的数据差距达到几米到几十米时，控制器模块便可确定铁塔发生了倾斜、沉陷或是倒塌。使用GPS检测模块，可弥补仅仅使用加速度检测模块、风速风向检测模块可能存在的不足，进一步降低错报漏报的可能性。无线传输模块为GPRS模块，将铁塔的振动频率、幅度、方向本文档来自技高网...

【技术保护点】
铁塔状态监测系统，其特征在于：包括至少1个数据采集点以及1个基站网关节点；在每个数据采集点中，包括温度检测模块、加速度检测模块、风速风向检测模块、控制器模块以及无线传输模块；所述温度检测模块的输出端与控制器模块相连；所述加速度检测模块的输出端与控制器模块相连；所述风速风向检测模块的输出端与控制器模块相连；所述控制器模块与无线传输模块相连；所述无线传输模块与至少1个外部手机相连；所述无线传输模块输出的信号传输至基站网关节点；所述基站网关节点与外部服务平台连接。

【技术特征摘要】
1.铁塔状态监测系统，其特征在于：包括至少1个数据采集点以及1个基站网关节点；在每个数据采集点中，包括温度检测模块、加速度检测模块、风速风向检测模块、控制器模块以及无线传输模块；所述温度检测模块的输出端与控制器模块相连；所述加速度检测模块的输出端与控制器模块相连；所述风速风向检测模块的输出端与控制器模块相连；所述控制器模块与无线传输模块相连；所述无线传输模块与至少1个外部手机相连；所述无线传输模块输出的信号传输至基站网关节点；所述基站网关节点与外部服务平台连接。2.根据权利要求1所述的铁塔状态监测系统，其特征在于：进一步包括GPS检测模块...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄平，
申请(专利权)人：桂林师范高等专科学校，
类型：发明
国别省市：广西,45