杆塔在线监测系统技术方案

杆塔在线监测系统，涉及电力设备在线监测技术领域。本实用新型专利技术的目的是为了解决现有监测系统组网困难、监测精度低的问题。每个倾角传感器的角度信号输出端连接1个杆塔节点板的角度信号输入端，每个温度传感器的温度信号输出端连接1个杆塔节点板的角度信号输入端，每个杆塔节点板的数据信号输出端连接一个Lora发送模块的数据信号输入端，多个Lora发送模块的数据信号输出端均连接Lora接收模块的数据信号输入端，Lora接收模块的数据信号输出端连接杆塔网关板的数据信号输入端，杆塔网关板的数据信号输出端连接NBoit模块的数据信号输入端，NBoit模块的数据信号输出端连接云平台的数据信号输入端，云平台连接移动端。它用于监测杆塔倾斜。测杆塔倾斜。测杆塔倾斜。

【技术实现步骤摘要】
杆塔在线监测系统


[0001]本技术涉及杆塔在线监测系统，涉及电力设备在线监测


技术介绍

[0002]随着科技的发展，功率传输量的提高，现在社会中输电线路杆塔的数量与日俱增，与此同时伴随而来的意外安全事故也是层出不穷。近些年来输电线路杆倒塌、线路断线等事故频频发生，这不仅会引起电力系统的连锁反应，同时也会给国民经济带来非常大的损失。为了避免杆塔倒塌的事故发生，通常会采用物联网的监测系统进行监测。在一种输电杆塔倾斜监测预警系统及方法(公布号CN113701713A，公开公告日：2021
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26)中公开了一种输电杆塔倾斜监测预警系统及方法，包括依次连接的数据采集装置、无线通信装置、服务器以及移动终端；将实时采集的数据发送给服务器；所述服务器被配置为对采集的输电杆塔倾斜角度以及输电杆塔下地基的沉降程度与设定的阈值进行比较判断，并将结果发送到移动终端。在一种输、配电线路的杆塔姿态在线监测装置及方法(公布号 CN113670262A，公开公告日：2021
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19)中也公开了一种在线监测装置，其中包括第一GNSS天线，第二GNSS天线，定位模组，MCU处理器等。通过定位模组处理GNSS天线的数据发送到卫星进行姿态判别。
[0003]在这两种监测杆塔的方法中，由于使用了Zigbee传感网络，导致广域网的传输距离短，组网困难，节点部署较多，速度慢的问题。而且对于覆盖范围、自然环境复杂多变并且分布不均的应用场所，传统的Zigbee已经不太能满足应用的要求。GNSS主要负责定位，如果用于监测电力杆塔的倾斜角度，对于监测杆塔的姿态精度并不高，因而不能实现很好的实时在线监测。

技术实现思路

[0004]本技术的目的是为了解决现有监测系统组网困难、监测精度低的问题，提出了杆塔在线监测系统。
[0005]杆塔在线监测系统，所述系统包括多个温度传感器、多个倾角传感器、多个杆塔节点板、Lora发送模块、Lora接收模块、杆塔网关板、NBoit模块、云平台和移动端，
[0006]每个电力杆塔塔身均安装一个倾角传感器、一个温度传感器、一个杆塔节点板和一个 Lora发送模块；
[0007]每个倾角传感器的角度信号输出端连接1个杆塔节点板的角度信号输入端，每个温度传感器的温度信号输出端连接1个杆塔节点板的角度信号输入端，每个杆塔节点板的数据信号输出端连接一个Lora发送模块的数据信号输入端，多个Lora发送模块的数据信号输出端均连接Lora接收模块的数据信号输入端，Lora接收模块的数据信号输出端连接杆塔网关板的数据信号输入端，杆塔网关板的数据信号输出端连接NBoit模块的数据信号输入端，NBoit模块的数据信号输出端连接云平台的数据信号输入端，云平台的数据信号输出端连接移动端的数据信号输入端。
[0008]优选地，每个杆塔节点板均包括一号主控模块、一号供电电池充电电路、一号开关机电路、一号防耗电和测量电压电路、USB供电及陀螺仪接口电路和LORA接口及串口传输电路；
[0009]倾角传感器角度信号输出端连接USB供电及陀螺仪接口电路的角度信号输入端， USB供电及陀螺仪接口电路的角度信号输出端连接一号主控模块的角度信号输入端，
[0010]USB供电及陀螺仪接口电路的供电信号输出端同时连接一号开关机电路的供电信号输入端和一号供电电池充电电路的供电信号输入端，一号开关机电路的开关机信号输出端连接一号主控模块的开关机信号输入端，
[0011]一号供电电池充电电路的供电信号输出端连接一号防耗电和测量电压电路的供电信号输入端，一号防耗电和测量电压电路的供电信号输出端连接一号主控模块的供电信号输入端，
[0012]一号主控模块的数据信号输出端连接LORA接口及串口传输电路的数据信号输入端， LORA接口及串口传输电路的数据信号输出端连接Lora发送模块的数据信号输入端。
[0013]优选地，杆塔网关板包括二号主控模块、报警电路、二号防耗电和测量电压电路、 USB
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TTL电路、二号供电电池充电电路和二号开关机电路；
[0014]USB
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TTL电路的供电信号输出端连接二号主控模块的供电信号输入端，
[0015]USB
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TTL电路的USB供电信号输出端同时连接二号开关机电路的USB供电信号输入端和二号供电电池充电电路的USB供电信号输入端，
[0016]二号开关机电路的开关机信号输出端连接二号主控模块的开关机信号输入端，
[0017]二号供电电池充电电路的供电信号输出端连接二号防耗电和测量电压电路的供电信号输入端，二号防耗电和测量电压电路的供电信号输出端连接二号主控模块的供电信号输入端，
[0018]二号主控模块的报警信号输出端连接报警电路的报警信号输入端，
[0019]Lora接收模块的数据信号输出端连接二号主控模块的数据信号输入端。
[0020]优选地，NBoit模块包括BC20模组和SIM卡电路，
[0021]二号主控模块的数据信号输出端连接BC20模组的数据信号输入端，BC20模组的数据信号输出端连接云平台的数据信号输入端，
[0022]BC20模组的数据信号输出端连接SIM卡电路的数据信号输入端，BC20模组的流量信号输入端连接SIM卡电路的流量信号输出端。
[0023]本技术的有益效果是：
[0024]1、在每个电力杆塔塔身上安装GSP20 AIS10型倾角传感器、温度传感器、STM32 单片机和Lora发送模块。倾角传感器用于实时测量电力杆塔的塔身角度；温度传感器用于测量昼夜温差；STM32单片机用于接收倾角传感器传来的数据，一方面将数据存储到 E2芯片里方便后续使用，另一方面将数据从杆塔节点板处传输到杆塔网关板处，并且负责整个测量传输装置的能源提供。
[0025]杆塔网关板处负责将杆塔节点板传来的倾角数据、加速度、温度等数据上传至云平台，杆塔网关板包含STM32单片机、Lora接收模块和NBiot模组。STM单片机负责接受数据，发送指令和接收指令、Lora模块负责接收杆塔节点传来的数据、NBiot模组用于连接云平台并将数据上报至云平台进行分析。
[0026]云平台采用中国移动ONENET物联网云平台搭建界面，负责实时显示电力杆塔倾斜角度、振动加速度、环境温度，拥有对大角度变化的报警功能，可以对杆塔网关板下发命令的功能。云平台一方面将采集到的数据传入大数据平台，可以在大范围内提供更高的计算效率和实施对大容量数据进行存储，另一方面将数据传到移动端，方面随时随地观察电力杆塔的倾斜状态。做到实时监测电力杆塔的倾斜角度，避免了事故的发生，传输速率快，监测精度高。
[0027]2、对于设计杆塔节点板和杆塔网关板的防耗电电路和低功耗模式，可以使得测量装置在待机时的最低电流小于20μA，使用5000mA的锂电池供电，测量装置可本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.杆塔在线监测系统，其特征在于，所述系统包括多个温度传感器(2)、多个倾角传感器(1)、多个杆塔节点板(3)、Lora发送模块(4
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1)、Lora接收模块(4
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2)、杆塔网关板(5)、NBoit模块(6)、云平台(7)和移动端(8)，每个电力杆塔塔身均安装一个倾角传感器(1)、一个温度传感器(2)、一个杆塔节点板(3)和一个Lora发送模块(4
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1)；每个倾角传感器(1)的角度信号输出端连接1个杆塔节点板(3)的角度信号输入端，每个温度传感器(2)的温度信号输出端连接1个杆塔节点板(3)的角度信号输入端，每个杆塔节点板(3)的数据信号输出端连接一个Lora发送模块(4
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1)的数据信号输入端，多个Lora发送模块(4
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1)的数据信号输出端均连接Lora接收模块(4
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2)的数据信号输入端，Lora接收模块(4
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2)的数据信号输出端连接杆塔网关板(5)的数据信号输入端，杆塔网关板(5)的数据信号输出端连接NBoit模块(6)的数据信号输入端，NBoit模块(6)的数据信号输出端连接云平台(7)的数据信号输入端，云平台(7)的数据信号输出端连接移动端(8)的数据信号输入端。2.根据权利要求1所述的杆塔在线监测系统，其特征在于，每个杆塔节点板(3)均包括一号主控模块、一号供电电池充电电路、一号开关机电路、一号防耗电和测量电压电路、USB供电及陀螺仪接口电路和LORA接口及串口传输电路；倾角传感器(1)角度信号输出端连接USB供电及陀螺仪接口电路的角度信号输入端，USB供电及陀螺仪接口电路的角度信号输出端连接一号主控模块的角度信号输入端，USB供电及陀螺仪接口电路的供电信号输出端同时连接一号开关机电路的供电信号输入端和一号供电电池充电电路的供电信号输入端，一号开关机电路的开关机信号输出端连接一号主控模块的开关机信号输入端，一号供电电池充电电路的供电信号输出端连接一号防耗电和测量电压电路的供电信号输入端，一号防耗电和测量电压电路的供电信号输出端连接一号主控模块的供电信号输入端，一号主控模块的数据信号输出端连接LORA接口及串口传输电路的数据信号输入端，LORA接口及串口传输电路的数据信号输出端连接Lora发送模块(4
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1)的数据信号输入端。3.根据权利要求2所述的杆塔在线监测系统，其特征在于，一号主控模块包括STM32F103C8T6单片机、电阻R1
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R4、电容C1
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C6、启动切换模块J1
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J2、晶振X1
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X2和开关SW1，STM32F103C8T6单片机的44号引脚连接电阻R4的一端，电阻R4的另一端连接启动切换模块J1；STM32F103C8T6单片机的3号引脚同时连接电容C1的一端和晶振X1的一端，STM32F103C8T6单片机的4号引脚同时连接电容C2的一端和晶振X1的另一端，电容C1的另一端和电容C2的另一端均连接电源地；STM32F103C8T6单片机的5号引脚同时连接电容C3的一端和晶振X2的一端，STM32F103C8T6单片机的6号引脚同时连接电容C4的一端和晶振X2的另一端，电容C3的另一端和电容C4的另一端均连接电源地；STM32F103C8T6单片机的7号引脚同时连接电阻R1的一端、电容C5的一端和开关SW1的一端，电阻R1的另一端连接3.3V电源，电容C5的另一端和开关SW1的另一端均连接电源地；
STM32F103C8T6单片机的20号引脚连接电阻R3的一端，电阻R3的另一端连接启动切换模块J2；STM32F103C8T6单片机的9号引脚同时连接电容C6的一端和3.3V电源，电容C6的另一端连接电源地；STM32F103C8T6单片机的1号引脚连接电阻R2的一端，电阻R2的另一端连接3.3V电源；STM32F103C8T6单片机的24号引脚连接3.3V电源；STM32F103C8T6单片机的48号引脚、36号引脚和24号引脚均连接3.3V电源；STM32F103C8T6单片机的23号引脚、35号引脚、47号引脚和8号引脚均连接电源地；USB供电及陀螺仪接口包括USB转串口芯片U2、USB充电口U1和陀螺仪接口J3，USB转串口芯片U2的1至3号引脚连接USB充电口U1的输入端，USB转串口芯片U2的9号引脚连接倾角传感器的3号引脚，USB转串口芯片U2的8号引脚同时连接陀螺仪接口J3的2号引脚和STM32F103C8T6单片机的13号引脚，陀螺仪接口J3连接倾角传感器(1)，USB转串口芯片U2的9号引脚同时连接倾角传感器(1)的3号引脚和STM32F103C8T6单片机的12号引脚，USB转串口芯片U2的10号引脚同时连接电容C7的一端和3.3V电源，电容C7的另一端连接电源地；一号开关机电路包括电阻R5
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R6、二极管D1
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D3、三极管Q1
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Q2、按键K1、带自锁的按键开关SW2和电容C8，STM32...

【专利技术属性】
技术研发人员：王占伟，梁春旭，李纪伟，孙才华，李柏儒，孙月亭，孙秋明，李兴达，王雪峰，姜宝林，康伟东，娄国杰，王昱衡，王诗琪，徐国栋，李平，王伟，王岩，王昌智，苏野，
申请(专利权)人：国网黑龙江省电力有限公司鸡西供电公司，
类型：新型
国别省市：