【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及通信铁塔，具体涉及一种通信铁塔安全监测系统及方法。
技术介绍
1、随着这些年4g、5g通信技术的高速发展，国内通信塔的拥有量已达到了260多万座，日常的管理维护需要花费大量的经历和财力，另外通信塔的部分结构安全性很难通过简单的查看就能被发现，再加上现在气候异常，大风、雷暴、短时强降水等突发强对流天气时有发生，极易造成通信铁塔的倒塔。
2、拉线塔是通信工程上常用塔型，具有较好的整体稳定性，能承受较大的轴向压力。拉线塔的拉线一般用钢绞线做成，承受着很大的拉力，从而使拉线塔能充分利用材料的强度特性而减少材料的消耗用量，而拉线张力的变化时刻影响着铁塔的安全，拉线塔一般由中间一个主塔身、三个方向或者是四个方向的拉线组成，当其中有一方拉线出现问题时，整个铁塔就会倒塔。拉线拉力作为一个重要的测量参数，保证拉线拉力在符合要求的拉力值范围内，可以保证拉线塔的稳定性，避免可能的倒塔风险，因此，监测拉线的拉力，具有重要的意义。
3、现有的监测拉线塔安全性的方案功能比较单一，一方面是直接使用拉力传感器监测拉力值，缺乏信号处理分析过程，还需要人工分析比较，智能化程度不够；另一方面是仅监测拉线拉力，未考虑极端天气对拉线塔安全性的影响，存在局限性。
技术实现思路
1、本专利技术主要是为了解决现有的监测拉线塔安全性的方案智能化程度不够且存在局限性的问题，提供了一种通信铁塔安全监测系统及方法，使用拉力传感器监测拉线塔上拉线的拉力并输送到rs485模拟量采集器进行信号处理与分析，
2、为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案。
3、一种通信铁塔安全监测系统，包括若干个安装在拉线塔拉线上的拉力传感器，所述拉力传感器连接变送器的输入端，所述变送器的输出端连接rs485模拟量采集器的输入端，所述rs485模拟量采集器的输出端通过无线传输模块与后台系统连接；所述拉线塔上还安装有风速传感器，所述风速传感器与所述变送器的输入端连接。本专利技术提供了一种通信铁塔安全监测系统，在拉线塔的各拉线上安装拉力传感器，通过拉力传感器感应拉线塔上拉线的拉力值，然后通过变送器将拉力值转换为拉力电压信号，并将拉力电压信号输送到rs485模拟量采集器中进行信号处理与分析，通信铁塔安装好的时候，一般要求拉线初拉力在5000-10000n范围内，因此，当拉线拉力小于2000n时，认为初拉力失效，rs485模拟量采集器经过信号处理分析后获得初拉力是否失效的结果并将结果通过无线传输模块上传给后台系统，实现实时、智能监测初拉力是否失效，避免人为分析拉力传感器监测的拉力值，有效提高拉线塔安全监测的效率和可靠性，大量节省人力；同时，使用拉力传感器和风速传感器监测拉线塔所在区域的风速情况，避免极端天气造成倒塔风险，多维度监测拉线塔安全性，进一步保障拉线塔的安全。
4、作为优选，所述拉力传感器监测拉线塔拉线上的拉力，并通过变送器将监测到的拉力值转为电压信号输送到rs485模拟量采集器。本专利技术使用拉力传感器实时感应拉线上的拉力数值，然后通过变送器将拉力数值转换为拉力电压信号(即下文拉力监测信号)。
5、作为优选，所述风速传感器监测拉线塔所在区域的风速，并通过变送器将监测到的风速值转为电压信号输送到rs485模拟量采集器。本专利技术使用风速传感器实时感应拉线塔所在区域的风速数值，然后通过变送器将风速数值转换为风速电压信号(即下文风速监测信号)。
6、作为优选，所述rs485模拟量采集器设有前置信号处理模块，所述前置信号处理模块对所述拉力传感器输出的拉力监测信号和所述风速传感器输出的风速监测信号进行隔离和滤波。本专利技术通过前置信号处理模块的信号处理，有效提高拉线塔安全性监测的智能性和可靠性。
7、作为优选，所述前置信号处理模块的输出端连接有a/d转换采样模块，所述a/d转换采样模块对经过前置信号处理模块隔离和滤波后的电压信号进行放大和模数转换。本专利技术通过a/d转换采样模块的信号处理，有效提高拉线塔安全性监测的智能性和可靠性。
8、作为优选，所述a/d转换采样模块的输出端连接有数字信号处理模块，所述数字信号处理模块对经过a/d转换采样模块放大和模数转换后的电压信号进行计算分析。本专利技术通过数字信号处理模块的信号分析，有效提高拉线塔安全性监测的智能性和可靠性。
9、作为优选，所述数字信号处理模块的输出端通过所述无线传输模块与所述后台系统连接，将计算分析结果传送给后台系统。数字信号处理模块获得计算分析结果后，将结果通过无线传输模块上传给后台系统。无线传输模块可以采用4g物联网网关。
10、作为优选，所述系统还包括太阳能单元和电源调理单元，所述太阳能单元将太阳能转换为电能，所述电源调理单元对太阳能单元提供的电能进行调理，生成工作电能为所述系统供电。本专利技术通过太阳能单元和电源调理单元实现系统自供电。
11、一种通信铁塔安全监测方法，适用于上述的一种通信铁塔安全监测系统，包括以下步骤：
12、步骤s1：使用拉力传感器监测拉线塔的拉线拉力，初步判断初拉力是否失效；当拉线拉力小于2000n时，初步判断初拉力失效；数据的采集频率是30-60min一次；
13、步骤s2：若初步监测到初拉力失效，发出报警，安排工作人员去现场处理，工作人员使用拉索测力仪再次测量拉线拉力是否在正常范围内；
14、步骤s3：若超出正常范围，则正式判断为初拉力失效，调整调紧装置恢复拉线初拉力，消除报警；若反复出现初拉力失效的情况，则检查拉点的结构是否存在故障，即是否出现裂痕或破坏，并作为安全隐患拉点上报给建设单位，建设单位再根据评估情况进行拆除或重新设计制作。
15、本专利技术提供了一种通信铁塔安全监测方法，在拉线塔的各拉线上安装拉力传感器，通过拉力传感器初步判断初拉力是否失效，若失效则发出报警并安排工作人员到现场测量，判断初拉力失效情况是否属实，若属实则做出应急处理，若初拉力失效情况多次出现则检查拉点结构是否故障并作为安全隐患拉点上报，避免倒塔风险，保障拉线塔安全。
16、作为优选，还包括监测拉线塔所在区域的风速，具体过程包括以下步骤：
17、步骤a1：根据拉线拉力和风速的关系f＝av2，通过一段时间对拉线拉力和风速的监测确定常数a；a作为一个常数，这个常数与塔的高度、结构形式、天线数量、天线面积等相关参数有关；当塔建成运行后，这个常数就基本确定；
18、步骤a2：基于确定常数a，根据塔的设计允许风速计算出拉线的最大拉力，即拉绳的上线拉力值；同时，由于通过4g、5g的改造，塔上新增了很多设备，荷载基本会超原先设计，因此需要通过塔上新增设备反推出可以承载的最大风速；...
【技术保护点】
1.一种通信铁塔安全监测系统，其特征在于，包括若干个安装在拉线塔拉线上的拉力传感器，所述拉力传感器连接变送器的输入端，所述变送器的输出端连接RS485模拟量采集器的输入端，所述RS485模拟量采集器的输出端通过无线传输模块与后台系统连接；所述拉线塔上还安装有风速传感器，所述风速传感器与所述变送器的输入端连接。
2.根据权利要求1所述的一种通信铁塔安全监测系统，其特征在于，所述拉力传感器监测拉线塔拉线上的拉力，并通过变送器将监测到的拉力值转为电压信号输送到RS485模拟量采集器。
3.根据权利要求1所述的一种通信铁塔安全监测系统，其特征在于，所述风速传感器监测拉线塔所在区域的风速，并通过变送器将监测到的风速值转为电压信号输送到RS485模拟量采集器。
4.根据权利要求1或2或3所述的一种通信铁塔安全监测系统，其特征在于，所述RS485模拟量采集器设有前置信号处理模块，所述前置信号处理模块对所述拉力传感器输出的拉力监测信号和所述风速传感器输出的风速监测信号进行隔离和滤波。
5.根据权利要求4所述的一种通信铁塔安全监测系统，其特征在于，所
6.根据权利要求5所述的一种通信铁塔安全监测系统，其特征在于，所述A/D转换采样模块的输出端连接有数字信号处理模块，所述数字信号处理模块对经过A/D转换采样模块放大和模数转换后的电压信号进行计算分析。
7.根据权利要求6所述的一种通信铁塔安全监测系统，其特征在于，所述数字信号处理模块的输出端通过所述无线传输模块与所述后台系统连接，将计算分析结果传送给后台系统。
8.根据权利要求1或2或3所述的一种通信铁塔安全监测系统，其特征在于，所述系统还包括太阳能单元和电源调理单元，所述太阳能单元将太阳能转换为电能，所述电源调理单元对太阳能单元提供的电能进行调理，生成工作电能为所述系统供电。
9.一种通信铁塔安全监测方法，适用于如权利要求1-8任一项所述的一种通信铁塔安全监测系统，其特征在于，包括以下步骤：
10.根据权利要求9所述的一种通信铁塔安全监测方法，其特征在于，还包括监测拉线塔所在区域的风速，具体过程包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种通信铁塔安全监测系统，其特征在于，包括若干个安装在拉线塔拉线上的拉力传感器，所述拉力传感器连接变送器的输入端，所述变送器的输出端连接rs485模拟量采集器的输入端，所述rs485模拟量采集器的输出端通过无线传输模块与后台系统连接；所述拉线塔上还安装有风速传感器，所述风速传感器与所述变送器的输入端连接。
2.根据权利要求1所述的一种通信铁塔安全监测系统，其特征在于，所述拉力传感器监测拉线塔拉线上的拉力，并通过变送器将监测到的拉力值转为电压信号输送到rs485模拟量采集器。
3.根据权利要求1所述的一种通信铁塔安全监测系统，其特征在于，所述风速传感器监测拉线塔所在区域的风速，并通过变送器将监测到的风速值转为电压信号输送到rs485模拟量采集器。
4.根据权利要求1或2或3所述的一种通信铁塔安全监测系统，其特征在于，所述rs485模拟量采集器设有前置信号处理模块，所述前置信号处理模块对所述拉力传感器输出的拉力监测信号和所述风速传感器输出的风速监测信号进行隔离和滤波。
5.根据权利要求4所述的一种通信铁塔安全监测系统，其特征在于，所述前置信号处理...
【专利技术属性】
技术研发人员：虞德群，杨哲，赵璧归，吴晓聪，陶晓红，
申请(专利权)人：和勤通信技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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