一种电线杆远程监控方法技术

一种电线杆远程监控方法，包括以下步骤：1）安装在电线杆上的感知节点，测量当前电线杆的倾角，并将该倾角数据上传到远程监控中心；所述远程监控中心根据所述倾角值变化划分出三种安全级别；根据得到的安全级别设置所述感知节点的工作模式，工作模式包括定时上报模式、中心调取模式和主动报警模式，定时上报模式的采集、上报时间间隔为12小时，中心调取模式的采集、上报时间间隔为T1，主动报警模式的上报时间间隔为为T2，同时采集时间间隔为时间间隔T3，T1＜12小时，T3＜T2＜T1；2）所述感知节点根据不同的安全等级，实现不同的工作模式的监控。本发明专利技术提供了一种成本低廉、灵活性良好、适用性较好的电线杆远程监控方法。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】，包括以下步骤：1）安装在电线杆上的感知节点，测量当前电线杆的倾角，并将该倾角数据上传到远程监控中心；所述远程监控中心根据所述倾角值变化划分出三种安全级别；根据得到的安全级别设置所述感知节点的工作模式，工作模式包括定时上报模式、中心调取模式和主动报警模式，定时上报模式的采集、上报时间间隔为12小时，中心调取模式的采集、上报时间间隔为T1，主动报警模式的上报时间间隔为为T2，同时采集时间间隔为时间间隔T3，T1＜12小时，T3＜T2＜T1；2）所述感知节点根据不同的安全等级，实现不同的工作模式的监控。本专利技术提供了一种成本低廉、灵活性良好、适用性较好的电线杆远程监控方法。【专利说明】
本专利技术涉及。
技术介绍
低压民用220V供电网络中，因为天气、老化、施工等老问题引起的电线杆倒塌事件是非常常见的。电线杆倒塌引起的直接、间接损失动辄数百万元。而传统的人工定期巡检，不仅消耗大量的人力物力，而且难以做到及时的预警，因此为了保护国家财产、节约不必要的开销，电力局等部门都希望对电线杆进行远程监控，以期及时发现问题从而能及时解决问题，减少损失，并且节省人力开销。为此不少研发人员开始对此课题进行可行性研究及立项工作。电线杆远程安全监控系统如何实现实时监控的目的？这一系统最重要的指标就是:安全准确快速地采集电线杆倾角数据，并及时传送到远程中心。为达到这一目标，一般需要在三方面做文章:一是在传感器的设计；二是采集数据的通信方式；三是设计合理高效的工作模式。有些电线杆远程安全监控系统在第一点上做出了改进，融合了网络视频监控技术，可以实现远程监控的目的，但其缺点在于需要满足配给较大的额定功率使摄像头正常工作，此外这种系统要求有较多数量的摄像头，经济开销大。此外，有些方案也拟采用红外传感器、拉力传感器等方案，但在成本和安装上存在一定问题。因此就现阶段而言，采用重力传感器，根据采集到的三轴加速度计算出传感器姿态，进而实现实时监测电线杆的倾斜度，是一个更科学和有效益的方法。而采集数据上报的方式一般有三种:1、在每一个电线杆上安装GPRS/GSM模块，如果电线杆数量较多，这个方案的开销同样很大；2、以W1-Fi形式进行数据通信，这个办法的好处是可以满足视频监控的大数据量通信需求，但缺点是功耗大、成本高；3、电力线通信，这个方案的缺点在于稳定性差，容易受到信号的干扰，造成无法即时上报信息。应该说这三种方式都有各自的缺点，尤其是在灵活性上都有明显的缺陷。此外，这些方案的供电和电源管理都面临问题:供电网络不允许外接线路给传感器供电；同时，若使用电池供电，在大规模传感网络中，进行更换电池工作量大、花费高。
技术实现思路
为了克服已有的电线杆远程监控方式的成本高、灵活性较差、适用性较差的不足，本专利技术提供了一种成本低廉、灵活性良好、适用性较好的电线杆远程监控方法。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是:，所述远程监控方法包括以下步骤:I)安装在电线杆上的感知节点，测量当前电线杆的倾角，并将该倾角数据上传到远程监控中心；所述远程监控中心根据所述倾角值变化划分出三种安全级别，其中，Θ为即时采集到的电线杆倾角数据，Θ。为电线杆初始倾角，Φ为危险阈值；当倾角没有变化，即θ - θ。=0，且倾角满足θ < φ/3，安全级别高；当倾角未发生变化，但φ/3 < θ0 < 2φ/3时，或者倾角发生变化但满足Bq < < 2炉/3，安全级别中；当倾角发生变化且大于阈值时，即Θ> 2炉/3，或初始倾角大于2φ/3时，安全级别低；根据得到的安全级别设置所述感知节点的工作模式，所述工作模式包括定时上报模式、中心调取模式和主动报警模式,定时上报模式的采集、上报时间间隔为12小时，中心调取模式的采集、上报时间间隔为T1，主动报警模式的上报时间间隔为为T2,同时采集时间间隔为时间间隔T3，T1 < 12小时，T3 < T2 < T1 ；2)所述感知节点的工作过程如下:2.1)初始电线杆的安全级别为高，则该感知节点初始模式被设置成定时上报模式，定时上报模式下，每天的凌晨O点和中午12点各进行一次上报工作，如果发现倾角数据的安全级别改变，则向目标节点发出命令，驱动其切换进入中心调取模式；2.2)初始电线杆的安全级别为中时，则感知节点进入中心调取模式。该模式下，感知节点的采集间隔为T1，每经过T1时间就会进行一次数据采集、计算、上报的工作，同时感知节点在接收到中心要求数据上报的命令后，也会立即开始工作，远程监控中心根据上报数据对感知节点发送命令:2.2.1)安全级别变为高时，中心向感知节点发送减少采样密度的指令，感知节点的采样、上报时间间隔变为2\ ;如果下次监控的安全级别结果仍然为高，时间间隔变为41\。如果下次监控的安全级别结果变为低，时间间隔立即还原变为1;2.2.2)安全级别变为中时，感知节点的数据采样密度保持不变，采样、上报时间间隔还是T1 ；2.2.3)安全级别变为低时，中心向感知节点发送增加采样密度的指令，感知节点的采样、上报时间间隔变为/2 ;如果下次监控的安全级别结果仍然为低，时间间隔变为T1M ;如果下次监控的安全级别结果变为高，时间间隔变为1 ；2.2.4)累积时间间隔如果变得大于12小时时，则节点接收命令转为定时上报模式；累积时间间隔如果减小到小于2，则中心发送命令给感知节点，使其进入主动报警模式；2.3)电线杆的安全级别为低时，则感知节点设为主动报警模式，该模式下，感知节点的采集间隔为T3,每经过T3时间就会进行一次数据采集、计算的工作，不过不进行上报工作，只有在数据倾角数据大于危险阈值或T2间隔后才会上报一次数据；2.3.1)如果发现计算出的倾角数据始终在不断变大，即表示电线杆倾斜度不断逼近危险状况，则增加上报密度，主动上报改组数据给路由节点或协调节点，通知远程监控中心该电线杆处于危险之中，需要工作人员保持关注或进行紧急处理；2.3.2)感知节点工作在主动报警模式下，意味着电线杆面临着随时倒塌的危险；所述感知节点维持主动报警工作模式，直到出现以下两种情况:工作人员开始进行维修，监控中心发出停止命令；电线杆的安全级别恢复为中或者高。进一步，所述步骤2.1)中，所述感知节点的采集传感器，每次被驱动，就会在一分钟的采集时间内，每隔一秒进行一次数据采集工作，并由MCU对数据进行卡尔曼算法处理。经过数据平均与卡尔曼算法处理后，得出一组三轴加速度值，然后计算出该采集时刻的倾角值，并由ZIGBEE传输模块将该数据按协议打包上传给路由节点或协调器节点，协调器节点最后传送给远程监控中心。更进一步，所述步骤2.2)中，在两分钟的采集时间内，每隔一秒就进行一次数据采集工作，并且在处理后上报倾角数据。所述感知节点的Z轴与电线杆平行，所以Z轴与水平面的夹角即为电线杆的倾角，采集到的加速度数据分别为X轴、Y轴、Z轴的加速度值，记为Gx、Gy、Gz，将采集时间内采集到的加速度不停地进行卡尔曼算法处理，计算出最终的三轴加速度值，之后根据水平垂直方向的重力加速度值为一个重力加速度G，由于矢量合成【权利要求】1.，其特征在于:所述远程监控方法包括以下步骤: .1)安装在电线杆上的感知节点，测量当前本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电线杆远程监控方法，其特征在于：所述远程监控方法包括以下步骤：?1）安装在电线杆上的感知节点，测量当前电线杆的倾角，并将该倾角数据上传到远程监控中心；?所述远程监控中心根据所述倾角值变化划分出三种安全级别，其中，θ为即时采集到的电线杆倾角数据，θ0为电线杆初始倾角，为危险阈值；?当倾角没有变化，即θ?θ0=0，且倾角满足安全级别高；?当倾角未发生变化，但时，或者倾角发生变化但满足安全级别中；?当倾角发生变化且大于阈值时，即或初始倾角大于?时，安全级别低；?根据得到的安全级别设置所述感知节点的工作模式，所述工作模式包括定时上报模式、中心调取模式和主动报警模式，定时上报模式的采集、上报时间间隔为12小时，中心调取模式的采集、上报时间间隔为T1，主动报警模式的上报时间间隔为为T2，同时采集时间间隔为时间间隔T3，T1＜12小时，T3＜T2＜T1；?2）所述感知节点的工作过程如下：?2.1）初始电线杆的安全级别为高，则该感知节点初始模式被设置成定时上报模式，定时上报模式下，每天的凌晨0点和中午12点各进行一次上报工作，如果发现倾角数据的安全级别改变，则向目标节点?发出命令，驱动其切换进入中心调取模式；?2.2）初始电线杆的安全级别为中时，则感知节点进入中心调取模式。该模式下，感知节点的采集间隔为T1，每经过T1时间就会进行一次数据采集、计算、上报的工作，同时感知节点在接收到中心要求数据上报的命令后，也会立即开始工作，远程监控中心根据上报数据对感知节点发送命令：?2.2.1）安全级别变为高时，中心向感知节点发送减少采样密度的指令，感知节点的采样、上报时间间隔变为2T1；如果下次监控的安全级别结果仍然为高，时间间隔变为4T1。如果下次监控的安全级别结果变为低，时间间隔立即还原变为T1；?2.2.2）安全级别变为中时，感知节点的数据采样密度保持不变，采样、上报时间间隔还是T1；?2.2.3）安全级别变为低时，中心向感知节点发送增加采样密度的指令，感知节点的采样、上报时间间隔变为T1/2；如果下次监控的安全级别结果仍然为低，时间间隔变为T1/4；如果下次监控的安全级别结果变为高，时间间隔变为T1；?2.2.4）累积时间间隔如果变得大于12小时时，则节点接收命令转为定时上报模式；累积时间间隔如果减小到小于T2，则中心发送命令给感知节点，使其进入主动报警模式；?2.3）电线杆的安全级别为低时，则感知节点设为主动报警模式，该模式下，感知节点的采集间隔为T3，每经过T3时间就会进行一次数据采集、计算的工作，不过不进行上报工作，只有在数据倾角数据大于危险阈值或T2间隔后才会上报一次数据；?2.3.1）如果发现计算出的倾角数据始终在不断变大，即表示电线杆倾斜度不断逼近危险状况，则增加上报密度，主动上报改组数据给路由节点或协调节点，通知远程监控中心该电线杆处于危险之中，需要工作人员保持关注或进行紧急处理；?2.3.2）感知节点工作在主动报警模式下，意味着电线杆面临着随时倒塌的危险；所述感知节点维持主动报警工作模式，直到出现以下两种情况：工作人员开始进行维修，监控中心发出停止命令；电线杆的安全级别恢复为中或者高。?FDA00003601238200016.jpg,FDA00003601238200011.jpg,FDA00003601238200012.jpg,FDA00003601238200013.jpg,FDA00003601238200014.jpg,FDA00003601238200015.jpg...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：沈中达，张标标，王毅，王辉，杜克林，薛宏，
申请(专利权)人：杭州银江智慧城市技术集团有限公司，
类型：发明
国别省市：