输电线路杆塔检测数据传输装置和系统及其工作方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种输电线路杆塔检测数据传输装置和系统及其工作方法，属于电力无线数据传输技术领域。所述输电线路杆塔检测数据传输装置安置于杆塔上，每个杆塔上均设置有主处理器控制模块、GPRS场强测试电路、GPRS无线传输模块和Zigbee通信电路，其中：所述GPRS场强测试电路用于测试GPRS信号的强度，并将相应数值传输至所述主处理器控制模块电路，所述主处理器控制模块的串行通信输出端连接所述GPRS无线传输模块和Zigbee通信电路；所述主处理器控制模块控制所述GPRS无线传输模块或Zigbee通信电路传输数据。本发明专利技术既解决了输电线路杆塔监测系统中因偏远地域无线信号不稳定影响数据传输的问题，又能够提高电力输电线路的安全性、可靠性。

【技术实现步骤摘要】
输电线路杆塔检测数据传输装置和系统及其工作方法
本专利技术涉及电力无线数据传输
，特别是指一种输电线路杆塔检测数据传输装置和系统及其工作方法。
技术介绍
随着我国经济的快速发展，高压大容量输电线路越建越多，随之对电力输电线路的安全监控提出了更高的要求。在电力传输网络监控系统中，作为监控对象的每个杆塔都有数据的上传和下行问题，由于在偏远野外环境下通用大范围的无线传输方式(如GPRS：GeneralPacketRadioService，通用无线分组业务)可能存在信号偏弱、不稳定甚至无信号的情况，从而难以获取杆塔现场所测量的数据。在这种情况下就需要一种作为补充的传输方式弥补通用传输方式的不足，使得实时数据及时、可靠传输。现有技术中在无线信号不稳定的区域内通常采取有线传输方式(如CAN：ControllerAreaNetwork，控制器局域网)，传递至信号稳定区域，再用无线网络传输。有线传输方式存在以下缺陷：需对通信缆线作专门的铺设，施工过程繁琐，易出纰漏，成本高；野外环境线路易发生故障或受到破坏；组网方式不灵活，适应性差。因此，有必要提供一种既能克服输电线路杆塔监测系统中因偏远地域无线信号不稳定影响数据传输的问题，又能提高电力输电线路安全性、可靠性的无线数据传输系统。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种既能克服输电线路杆塔监测系统中因偏远地域无线信号不稳定影响数据传输的问题，又能提高电力输电线路安全性、可靠性的输电线路杆塔检测数据传输装置和系统及其工作方法。为解决上述技术问题，本专利技术提供技术方案如下：一方面，提供一种输电线路杆塔检测数据传输装置，包括主处理器控制模块、GPRS场强测试电路、GPRS无线传输模块和Zigbee(在中国被译为“紫蜂”，与蓝牙类似，是一种新兴的短距离无线技术)通信电路，其中：所述GPRS场强测试电路用于测试GPRS信号的强度，并将相应数值传输至所述主处理器控制模块，所述主处理器控制模块的串行通信输出端连接所述GPRS无线传输模块和Zigbee通信电路；所述主处理器控制模块控制所述GPRS无线传输模块或Zigbee通信电路传输数据。进一步的，所述Zigbee通信电路为MESH(无线蜂窝网格网络)网状传输。进一步的，所述主处理器控制模块采用STM32(STM32代表ARMCortex-M内核的32位微控制器)系列芯片的Cortex内核，所述GPRS无线传输模块采用DATA-6102嵌入式模块，所述Zigbee通信电路采用CC2530芯片。另一方面，提供一种输电线路杆塔检测数据传输系统，包括杆塔和用于远程监控的中心计算机，每个杆塔上均设置有接地电阻测试仪、杆塔姿态检测仪、电池低温辅助加热装置和微气象测试仪，所述杆塔上还设置有上述的输电线路杆塔检测数据传输装置，其中：所述接地电阻测试仪、杆塔姿态检测仪、电池低温辅助加热装置和微气象测试仪分别连接所述输电线路杆塔检测数据传输装置的主处理器控制模块。再一方面，提供一种上述输电线路杆塔检测数据传输系统的工作方法，包括：步骤1：所述接地电阻测试仪、杆塔姿态检测仪、电池低温辅助加热装置和微气象测试仪分别采集所述杆塔的数据和状态，传输至所述主处理器控制模块进行处理；步骤2：所述GPRS场强测试电路实时测试GPRS信号的强度，并将相应数值在所述ZigBee通信电路的局域网中传播，各主处理器控制模块动态记录各杆塔的GPRS信号强度状况；当GPRS信号的强度高于设定阈值时，杆塔的主处理器控制模块控制GPRS无线传输模块将处理后的数据传输给所述中心计算机，否则，依据实时记录的ZigBee局域网内各杆塔的GPRS信号强度状况，所述主处理器控制模块控制Zigbee通信电路将处理后的数据传输给局域网中GPRS信号强度高于设定阈值的杆塔，然后由该杆塔将接收的数据传输给所述中心计算机。进一步的，所述步骤2还包括：若所述杆塔的GPRS信号的强度高于设定阈值，则该杆塔的主处理器控制模块控制所述GPRS无线传输模块将处理后的数据传输给所述中心计算机，否则，判断所在ZigBee局域网中是否有GPRS信号强度达到设定阈值的杆塔，如果否，则标记、存储发送失败信息，以备查询；如果是，则由该杆塔发送数据信息。进一步的，所述步骤2还包括步骤21：若所述杆塔的GPRS信号的强度低于设定阈值，则依据实时记录的ZigBee局域网内各杆塔的GPRS信号强度状况，选择与该杆塔距离最近且GPRS信号强度高于设定阈值的杆塔为第一转发杆塔，并选择距离所述第一转发杆塔最近且GPRS信号强度高于设定阈值的杆塔为第二转发杆塔；所述步骤2还包括步骤22：所述主处理器控制模块控制Zigbee通信电路将处理后的数据传输给所述第一转发杆塔，此时，若该第一转发杆塔的GPRS信号强度高于设定阈值，则该第一转发杆塔的主处理器控制模块控制所述GPRS无线传输模块将接收的数据传输给所述中心计算机；若该第一转发杆塔的GPRS信号强度低于设定阈值，则该第一转发杆塔的主处理器控制模块控制所述Zigbee通信电路将接收的数据传输给所述第二转发杆塔，通过所述第二转发杆塔将数据传输给所述中心计算机。进一步的，如果采用第一转发杆塔向所述中心计算机发送数据，则在发送成功后，由第一转发杆塔向数据来源杆塔发送数据转发成功消息，如果发送失败，则由第二转发杆塔向数据来源杆塔发送数据转发成功反馈信息或数据转发失败消息；如果第二转发杆塔发送失败，则数据来源杆塔重新采用上述方法向外发送。进一步的，所述步骤2之后还包括：步骤3：当所述中心计算机接收到所述处理后的数据后，按原路向相应杆塔发送成功接收确认信号。本专利技术具有以下有益效果：本专利技术的输电线路杆塔检测数据传输装置和系统及其工作方法包括杆塔和用于采集杆塔的数据和状态的接地电阻测试仪、杆塔姿态检测仪、电池低温辅助加热装置、微气象测试仪，接地电阻测试仪、杆塔姿态检测仪、电池低温辅助加热装置和微气象测试仪将采集的数据分别传输至主处理器控制模块进行处理，然后主处理器控制模块根据GPRS场强测试电路测试的GPRS信号的强弱来判断通过GPRS无线传输模块或Zigbee通信电路传输数据。在正常情况下，检测到的数据由GPRS无线传输模块上传，当杆塔处的GPRS信号没有覆盖或较弱时，由主处理器控制模块做出判断，改为由Zigbee通信电路将数据向所在ZigBee局域网内符合要求的杆塔传输，再由该杆塔的GPRS无线传输模块上传。本专利技术的输电线路杆塔检测数据传输装置和系统及其工作方法不仅克服了有线传输方式存在的施工过程繁琐、易出纰漏、成本高、组网方式不灵活、适应性差等缺陷，而且解决了输电线路杆塔监测系统中因偏远地域无线信号不稳定影响数据传输的问题，又能够提高电力输电线路的安全性、可靠性。附图说明图1为本专利技术的输电线路杆塔检测数据传输装置和系统的结构示意图；图2为本专利技术的输电线路杆塔检测数据传输系统的工作方法的流程示意图；图3为本专利技术的输电线路杆塔检测数据传输系统的工作方法的步骤2的具体流程示意图。具体实施方式为使本专利技术要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。一方面，本专利技术提供一种输电线路杆塔检测数据传输装置，如图1所示，包括杆塔，每个杆塔上均设置有主处理器控制模块1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种输电线路杆塔检测数据传输装置，其特征在于，包括主处理器控制模块、GPRS场强测试电路、GPRS无线传输模块和Zigbee通信电路，其中：所述GPRS场强测试电路用于测试GPRS信号的强度，并将相应数值传输至所述主处理器控制模块，所述主处理器控制模块的串行通信输出端连接所述GPRS无线传输模块和Zigbee通信电路；所述主处理器控制模块控制所述GPRS无线传输模块或Zigbee通信电路传输数据。

【技术特征摘要】
2016.12.20 CN 20161118686041.一种输电线路杆塔检测数据传输装置，其特征在于，包括主处理器控制模块、GPRS场强测试电路、GPRS无线传输模块和Zigbee通信电路，其中：所述GPRS场强测试电路用于测试GPRS信号的强度，并将相应数值传输至所述主处理器控制模块，所述主处理器控制模块的串行通信输出端连接所述GPRS无线传输模块和Zigbee通信电路；所述主处理器控制模块控制所述GPRS无线传输模块或Zigbee通信电路传输数据。2.根据权利要求1所述的输电线路杆塔检测数据传输装置，其特征在于，所述Zigbee通信电路为MESH网状传输。3.根据权利要求2所述的输电线路杆塔检测数据传输装置，其特征在于，所述主处理器控制模块采用STM32系列芯片的Cortex内核，所述GPRS无线传输模块采用DATA-6102嵌入式模块，所述Zigbee通信电路采用CC2530芯片。4.一种输电线路杆塔检测数据传输系统，包括杆塔和用于远程监控的中心计算机，每个杆塔上均设置有接地电阻测试仪、杆塔姿态检测仪、电池低温辅助加热装置和微气象测试仪，其特征在于，所述杆塔上还设置有权利要求1-3任一所述的输电线路杆塔检测数据传输装置，其中：所述接地电阻测试仪、杆塔姿态检测仪、电池低温辅助加热装置和微气象测试仪分别连接所述输电线路杆塔检测数据传输装置的主处理器控制模块。5.权利要求4所述的输电线路杆塔检测数据传输系统的工作方法，其特征在于，包括：步骤1：所述接地电阻测试仪、杆塔姿态检测仪和微气象测试仪分别采集所述杆塔的数据和状态，传输至所述主处理器控制模块进行处理；步骤2：所述GPRS场强测试电路实时测试GPRS信号的强度，并将相应数值在所述ZigBee通信电路的局域网中传播，各主处理器控制模块动态记录各杆塔的GPRS信号强度状况；当GPRS信号的强度高于设定阈值时，杆塔的主处理器控制模块控制GPRS无线传输模块将处理后的数据传输给所述中心计算机，否则，依据实时记录的ZigBee局域网内各杆塔的GPRS信号强度状况，所述主处理器控制模块控制Zigbee通信电路将处...

【专利技术属性】
技术研发人员：王涛，隋首钢，王锬，鲁守银，高焕兵，胡显哲，
申请(专利权)人：山东建筑大学，
类型：发明
国别省市：山东,37