智能三维姿态与振动监测仪及其监测方法技术

本发明专利技术公开了智能三维姿态与振动监测仪及其监测方法，包括三轴加速度传感器、倾角传感器、数据传输电路和中央处理单元，三轴加速度传感器用于采集三轴加速度并将三轴加速度数据传输到中央处理单元，倾角传感器用于采集倾角数据并传输到中央处理单元，数据传输电路用于上传采集到的三轴加速度数据和倾角数据；中央处理单元包括数据比对模块、数据采集上传策略调节模块、数据采集控制模块、数据上传控制模块和配置模块，数据比对模块用于判断出采集到的三轴加速度数据和倾角数据所属的阈值范围；数据采集上传策略调节模块根据数据比对模块的判断结果调节三轴加速度传感器和倾角传感器的数据采集策略和调节数据传输电路的数据上传策略。

【技术实现步骤摘要】
智能三维姿态与振动监测仪及其监测方法
本专利技术属于数据采集上传设备
，具体地说，涉及智能三维姿态与振动监测仪及其监测方法。
技术介绍
我国土地幅员辽阔，在国土范围内的地形地貌多种多样，人民居住生活在不同的地形地貌上。电力是支持经济发展的主要动力，高压输电线路是电力输送通道、是国民经济动脉。为了满足分布在不同地形地貌上的人民的生活用电需求，需要在不同的地形地貌上搭建电力传输线路，其中不乏地质环境条件极为复杂的区域。在一些地质条件极为复杂的区域，一年四季都可能产生大风，在夏季遇到较多的降水会发生滑坡泥石流等地质灾害，更甚者有些区域还处于地震带上，容易发生地震等灾害，这些灾害严重时会对电力传输线路造成损坏，造成经济损失的同时也为电力传输线路下游的人民带来不便。电力传输线路主要依赖塔杆进行搭建，塔杆在地灾中损坏后，电力传输线路也会遭到损坏，因此塔杆的三维姿态与倾斜情况非常重要。市面上常用的采集三维姿态和倾斜情况的设备多是按照设定的方式进行数据采集和上传，不能够很好的根据三维姿态和倾斜情况进行调整。申请号为201410220214.X的专利技术专利公开了一种基于加速度动作感应器的动态位置数据上传方法，在定位跟踪装置中加入支持加速度检测的动作感应芯片，动作感应芯片实时采集目标物体各个方向的加速度传输到CPU，CPU根据接收到的目标物体的加速度数据，实时调整定位数据的上传频率。本专利技术通过时间间隔算法，调节上传定位数据的时间间隔，达到节省流量和功耗的目的，解决了跟踪定位间隔过长或者终端功耗大，数据流量大的问题。该方法实现数据上传频率的调整，主要目的在于节省流量和功耗，但是数据的采集仍是实时采集，并没有进行策略调整，整个装置的功耗仍然很大，该方法不适用于布置在电力传输线路上的监测设备。
技术实现思路
针对现有技术中上述的不足，本专利技术提供智能三维姿态与振动监测仪及其监测方法，该监测仪能够采集并上传待测物体的三轴加速度和倾角，用于判定待测物体的状态，同时设置数据比对模块将采集到的三轴加速度和倾角与预设的三轴加速度和倾角阈值进行比较，判断出采集到的三轴加速度数据和倾角数据所属的阈值范围，数据采集上传策略调节模块根据该阈值范围调节三轴加速度传感器和倾角传感器的数据采集策略和调节数据传输电路的数据上传策略；监测仪用在电力传输线路的塔杆上时，能够根据塔杆的姿态调整采集策略和上传策略，在无异常时使用预设策略，减少功耗，在发生异常时能够采集更多的数据，为地灾等提供数据依据。为了达到上述目的，本专利技术采用的解决方案是：智能三维姿态与振动监测仪，包括三轴加速度传感器、倾角传感器、数据传输电路和中央处理单元，所述的三轴加速度传感器用于采集三轴加速度并将三轴加速度数据传输到中央处理单元，所述的倾角传感器用于采集倾角数据并传输到中央处理单元，所述的数据传输电路用于上传采集到的三轴加速度数据和倾角数据；所述的中央处理单元包括数据比对模块、数据采集上传策略调节模块、数据采集控制模块、数据上传控制模块和配置模块，所述的数据比对模块用于将采集到的三轴加速度数据和倾角数据与预设的三轴加速度和倾角阈值进行比较，判断出采集到的三轴加速度数据和倾角数据所属的阈值范围；所述的数据采集上传策略调节模块根据采集到的三轴加速度数据和倾角数据所属的阈值范围，调节三轴加速度传感器和倾角传感器的数据采集策略和调节数据传输电路的数据上传策略；所述的数据采集控制模块用于根据数据采集策略控制三轴加速度传感器和倾角传感器进行数据采集；所述的数据上传控制模块用于根据数据上传策略控制数据传输电路进行数据上传；所述的配置模块用于设置监测仪的预设采集策略和上传策略。所述的监测仪还包括存储器电路，所述的存储器电路与中央处理单元连接，用于存储采集到的三轴加速度数据和倾角数据。所述的监测仪还包括数据接入电路，所述的三轴加速度传感器和倾角传感器分别与数据接入电路的输入端连接，所述的数据接入电路的输出端与中央处理单元的数据输入端连接。所述的数据传输电路为无线数据传输电路、有线数据传输电路或者二者的组合，所述的无线数据传输电路的控制端与中央处理单元的无线传输信号控制端连接，所述的有线数据传输电路的控制端与中央处理单元的有线传输信号控制端连接。所述的中央处理单元还包括地质灾害计算模块和数据统计模块，所述的地质灾害计算模块用于根据三轴加速度数据和倾角数据判断是否发生地质灾害，数据传输电路将判断结果上传；所述的数据统计模块用于统计三轴加速度传感器和倾角传感器采集到的三轴加速度数据和倾角数据。所述的监测仪还包括供电电路，供电电路为三轴加速度传感器、倾角传感器、数据传输电路和中央处理单元供电，所述的供电电路包括稳压电路和蓄电池，所述的稳压电路的电压源输出端与分别三轴加速度传感器、倾角传感器、数据传输电路和中央处理单元连接，所述的稳压电路的输入端与蓄电池的供电端连接。智能三维姿态与振动监测仪的监测方法，包括如下步骤：S1：设置监测仪的预设采集策略和上传策略；S2：数据采集控制模块按预设采集策略控制三轴加速度传感器和倾角传感器进行三轴加速度数据和倾角数据采集，并传输到中央处理单元；S3：数据上传控制模块按预设上传策略控制数据传输电路上传三轴加速度数据和倾角数据；S4：中央处理单元接收三轴加速度数据和倾角数据，数据比对模块将采集到的三轴加速度数据和倾角数据与预设的三轴加速度和倾角阈值进行比较，判断出采集到的三轴加速度数据和倾角数据所属的阈值范围；S5：数据采集上传策略调节模块根据采集到的三轴加速度数据和倾角数据所属的阈值范围，调节三轴加速度传感器和倾角传感器的数据采集策略和调节数据传输电路的数据上传策略；S6：数据采集控制模块按调节后的采集策略控制三轴加速度传感器和倾角传感器进行三轴加速度数据和倾角数据采集，数据上传控制模块按调节后的上传策略控制数据传输电路上传三轴加速度数据和倾角数据。预设的三轴加速度和倾角阈值根据被检测物体的额定防震等级和地震动峰值加速度和地震反应谱特征周期来确定。所述的采集策略包括每次采集的时长和采集的时间间隔，所述的上传策略包括上传的时间间隔。所述的S5包括：若三轴加速度数据的峰值大于零，且小于二分之一第一三轴加速度阈值；倾斜度数据的峰值大于零，小于二分之一第一倾斜度阈值，且加速度数据在多个地震反应谱特征周期内没有规律，则判定被检测物体仅是在自然风力下运动，不调节采集策略和上传策略；若三轴加速度数据的峰值大于二分之一第一三轴加速度阈值，且加速度数据在多个地震反应谱特征周期内没有规律；倾斜度数据的峰值大于二分之一第一倾斜度阈值，则判定被检测物体仅是在自然风力下运动，且风力较大，将采集策略调节为每次采集时长不变，采集时间间隔变为原来的二分之一，将上传策略调节为上传时间间隔变为原来的二分之一；若三轴加速度数据的峰值大于零，且小于二分之一第一三轴加速度阈值，且加速度数据在地震反应谱特征周期内有一定的规律；倾斜度数据的峰值大于零，小于二分之一第一倾斜度阈值，则判定被检测物体正在地震波的作用下运动，且地震波较轻微，调节采集策略为每次采集时长不变，采集时间间隔变为原来的四分之一，将上传策略调节为上传时间间隔变为原来的四分之一；若三轴加速度数据的峰值大于二分之一第一三轴加速度阈值，且加速度数据在地震反本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.智能三维姿态与振动监测仪，其特征在于：包括三轴加速度传感器、倾角传感器、数据传输电路和中央处理单元，所述的三轴加速度传感器用于采集三轴加速度并将三轴加速度数据传输到中央处理单元，所述的倾角传感器用于采集倾角数据并传输到中央处理单元，所述的数据传输电路用于上传采集到的三轴加速度数据和倾角数据；所述的中央处理单元包括数据比对模块、数据采集上传策略调节模块、数据采集控制模块、数据上传控制模块和配置模块，所述的数据比对模块用于将采集到的三轴加速度数据和倾角数据与预设的三轴加速度和倾角阈值进行比较，判断出采集到的三轴加速度数据和倾角数据所属的阈值范围；所述的数据采集上传策略调节模块根据采集到的三轴加速度数据和倾角数据所属的阈值范围，调节三轴加速度传感器和倾角传感器的数据采集策略和调节数据传输电路的数据上传策略；所述的数据采集控制模块用于根据数据采集策略控制三轴加速度传感器和倾角传感器进行数据采集；所述的数据上传控制模块用于根据数据上传策略控制数据传输电路进行数据上传；所述的配置模块用于设置监测仪的预设采集策略和上传策略。

【技术特征摘要】
1.智能三维姿态与振动监测仪，其特征在于：包括三轴加速度传感器、倾角传感器、数据传输电路和中央处理单元，所述的三轴加速度传感器用于采集三轴加速度并将三轴加速度数据传输到中央处理单元，所述的倾角传感器用于采集倾角数据并传输到中央处理单元，所述的数据传输电路用于上传采集到的三轴加速度数据和倾角数据；所述的中央处理单元包括数据比对模块、数据采集上传策略调节模块、数据采集控制模块、数据上传控制模块和配置模块，所述的数据比对模块用于将采集到的三轴加速度数据和倾角数据与预设的三轴加速度和倾角阈值进行比较，判断出采集到的三轴加速度数据和倾角数据所属的阈值范围；所述的数据采集上传策略调节模块根据采集到的三轴加速度数据和倾角数据所属的阈值范围，调节三轴加速度传感器和倾角传感器的数据采集策略和调节数据传输电路的数据上传策略；所述的数据采集控制模块用于根据数据采集策略控制三轴加速度传感器和倾角传感器进行数据采集；所述的数据上传控制模块用于根据数据上传策略控制数据传输电路进行数据上传；所述的配置模块用于设置监测仪的预设采集策略和上传策略。2.根据权利要求1所述的智能三维姿态与振动监测仪，其特征在于：所述的监测仪还包括存储器电路，所述的存储器电路与中央处理单元连接，用于存储采集到的三轴加速度数据和倾角数据。3.根据权利要求1所述的智能三维姿态与振动监测仪，其特征在于：所述的监测仪还包括数据接入电路，所述的三轴加速度传感器和倾角传感器分别与数据接入电路的输入端连接，所述的数据接入电路的输出端与中央处理单元的数据输入端连接。4.根据权利要求1所述的智能三维姿态与振动监测仪，其特征在于：所述的数据传输电路为无线数据传输电路、有线数据传输电路或者二者的组合，所述的无线数据传输电路的控制端与中央处理单元的无线传输信号控制端连接，所述的有线数据传输电路的控制端与中央处理单元的有线传输信号控制端连接。5.根据权利要求1所述的智能三维姿态与振动监测仪，其特征在于：所述的中央处理单元还包括地质灾害计算模块和数据统计模块，所述的地质灾害计算模块用于根据三轴加速度数据和倾角数据判断是否发生地质灾害，数据传输电路将判断结果上传；所述的数据统计模块用于统计三轴加速度传感器和倾角传感器采集到的三轴加速度数据和倾角数据。6.根据权利要求1所述的智能三维姿态与振动监测仪，其特征在于：所述的监测仪还包括供电电路，供电电路为三轴加速度传感器、倾角传感器、数据传输电路和中央处理单元供电，所述的供电电路包括稳压电路和蓄电池，所述的稳压电路的电压源输出端与分别三轴加速度传感器、倾角传感器、数据传输电路和中央处理单元连接，所述的稳压电路的输入端与蓄电池的供电端连接。7.根据权利要求1-6中任意一项所述的智能三维姿态与振动监测仪的监测方法，其特征在于：包括如下步骤：S1：设置监测...

【专利技术属性】
技术研发人员：李成，
申请(专利权)人：四川省东宇信息技术有限责任公司，
类型：发明
国别省市：四川,51