太陽能供電的高壓輸電桿塔塔基滑坡監測系統的制作方法
【專利摘要】本發明涉及一種太陽能供電的高壓輸電桿塔塔基滑坡監測系統，包括太陽能發電系統、桿塔監測終端和數據中心服務器，太陽能發電系統為桿塔監測終端供電，包括太陽能電池板、控制器和蓄電池，桿塔監測終端采集高壓輸電桿塔的環境數據并發送至數據中心服務器，數據中心服務器接收環境數據并傳送至數據處理裝置，數據處理裝置包括：比較單元，將每次獲取的環境數據與歷史數據進行比較，計算出變化量；存儲單元，存儲歷史數據，以及在比較單元計算出變化量之后，將環境數據作為歷史數據進行存儲；以及判斷單元，判斷每次得到的變化量是否超出預設的變化范圍。該系統不僅可以對高壓輸電桿塔所處自然環境進行監測，而且節能環保，可長時間可靠工作。
【專利說明】太陽能供電的高壓輸電桿塔塔基滑坡監測系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及輸電線路監測【技術領域】，特別涉及一種太陽能供電的高壓輸電桿塔塔基滑坡監測系統。
【背景技術】
[0002]隨著智能電網及超高壓輸電網建設力度不斷加大，各類高壓輸電線路不斷增加，高壓輸電桿塔的數量也隨之不斷增加。對于安裝在滑坡上的高壓輸電桿塔，其塔基容易受到自然環境變化或地質災害的影響，發生滑坡現象，從而嚴重危及桿塔及高壓輸電的安全。
[0003]在現有技術中，對高壓輸電桿塔安全性的監控大多側重于防止一些人為的破壞和影響，如各類桿塔防盜報警系統，而沒有桿塔所處自然環境對桿塔安全的影響的監測裝置。
【發明內容】
[0004]本發明的目的在于提供一種太陽能供電的高壓輸電桿塔塔基滑坡監測系統，該系統不僅可以對高壓輸電桿塔所處自然環境進行監測，而且節能環保，可長時間可靠工作。
[0005]為實現上述目的，本發明的技術方案是:一種太陽能供電的高壓輸電桿塔塔基滑坡監測系統，包括太陽能發電系統、桿塔監測終端和數據中心服務器，所述太陽能發電系統包括:
太陽能電池板，設于高壓輸電桿塔上，用于將太陽能轉換為電能，并送往蓄電池中存儲；
控制器，連接至所述太陽能電池板和蓄電池，用于控制太陽能發電系統工作；
蓄電池，用于存儲太陽電池板轉換的電能，并為桿塔監測終端供電；
所述桿塔監測終端包括:
數據采集裝置，設于高壓輸電桿塔上、高壓輸電桿塔的基座上或高壓輸電桿塔的基座下的地下，用于采集高壓輸電桿塔的環境數據，并傳送至終端控制裝置；
終端控制裝置，連接至所述數據采集裝置，用于對來自所述數據采集裝置的環境數據進行處理，并傳送至第一通信裝置；
第一通信裝置，連接至所述終端控制裝置，用于在所述終端控制裝置的控制下，將來自所述終端控制裝置的環境數據發送至所述數據中心服務器；
所述數據中心服務器包括:
第二通信裝置，用于接收來自所述桿塔監測終端的環境數據，并傳送至數據處理裝置；
數據處理裝置，連接至所述第二通信裝置，用于對來自所述第二通信裝置的環境數據進行處理；所述數據處理裝置包括:比較單元，連接至所述第二通信裝置，用于將每次從所述第二通信裝置獲取的環境數據與存儲單元中的歷史數據進行比較，計算出所述環境數據相較于所述歷史數據的變化量；存儲單元，連接至所述比較單元，用于存儲所述歷史數據，以及在所述比較單元計算出所述變化量之后，將所述環境數據作為歷史數據進行存儲；以及判斷單元，連接至所述比較單元，用于判斷每次得到的所述變化量是否超出預設的變化范圍。
[0006]進一步的，在所述桿塔監測終端中，所述數據采集裝置包括:
至少一個圖像采集裝置，設于所述高壓輸電桿塔上，用于采集所述高壓輸電桿塔周圍的圖像數據，并將所述圖像數據傳送至所述終端控制裝置；
至少一個傾斜度傳感器，設于所述高壓輸電桿塔的基座上，用于采集所述基座的傾斜度數據，并將所述傾斜度數據傳送至所述終端控制裝置；
至少一個地下水位傳感器，設于所述高壓輸電桿塔的基座下的地下，用于采集所述基座下的地下水位數據，并將所述地下水位數據傳送至所述終端控制裝置。
[0007]進一步的，所述桿塔監測終端還包括:計時器，連接至所述數據采集裝置和所述終端控制裝置，用于計算距離所述桿塔監測終端啟動或所述數據采集裝置上一次進行數據采集的間隔時間，在所述間隔時間不小于預設的時間閾值時，向所述終端控制裝置發送采集信號；以及所述終端控制裝置在接收到來自所述計時器的采集信號后，控制所述數據采集裝置進行所述環境數據的采集。
[0008]進一步的，在所述數據中心服務器中，所述數據處理裝置還包括:生成單元，連接至所述判斷單元，用于根據所述判斷單元的判斷結果生成安全性評估結果；以及輸出單元，連接至所述生成單元，用于將所述安全性評估結果輸出給用戶。
[0009]進一步的，在所述數據中心服務器中，所述數據處理裝置還包括:報警器，連接至所述判斷單元和所述輸出單元，若所述判斷單元判斷所述環境數據的變化量超出預設的變化范圍，則通過所述輸出單元向用戶發出警報。
[0010]本發明的有益效果是提供了一種太陽能供電的高壓輸電桿塔塔基滑坡監測系統，該系統通過由圖像采集裝置、傾斜度傳感器、地下水位傳感器等組成的數據采集裝置采集高壓輸電桿塔的環境數據，并上傳至數據中心服務器進行相關處理，從而實現了對高壓輸電桿塔所處自然環境，特別是滑坡的變化情況的有效監測，便于針對桿塔所處環境進行安全性防護和管理，具有很強的實用性。此外，該系統的桿塔監測終端通過太陽能供電，節能環保，可在不更換電池的前提下長時間穩定、可靠工作。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0011]圖1是本發明實施例的系統結構示意圖。
[0012]圖2是本發明實施例中數據采集裝置的安裝狀態示意圖。
[0013]圖3是本發明實施例中數據中心服務器與多個桿塔監測終端連接的連接狀態示意圖。
【具體實施方式】
[0014]下面結合附圖及具體實施例對本發明作進一步的詳細說明。
[0015]圖1是本發明實施例的太陽能供電的高壓輸電桿塔塔基滑坡監測系統結構示意圖。
[0016]如圖1所示，本發明的太陽能供電的高壓輸電桿塔塔基滑坡監測系統200，包括一個或多個桿塔監測終端100、與桿塔監測終端100數量相適應的太陽能發電系統500和數據中心服務器202，其中，太陽能發電系統500包括:
太陽能電池板501，設于高壓輸電桿塔上，用于將太陽能轉換為電能，并送往蓄電池503中存儲；
控制器502，連接至太陽能電池板501和蓄電池503，用于控制太陽能發電系統工作；
蓄電池503，用于存儲太陽電池板轉換的電能，并為桿塔監測終端100供電；
桿塔監測終端100包括:
數據采集裝置102，設于高壓輸電桿塔上、高壓輸電桿塔的基座上或高壓輸電桿塔的基座下的地下，用于采集高壓輸電桿塔的環境數據，并傳送至終端控制裝置104 ;終端控制裝置104，連接至數據采集裝置102，用于對來自數據采集裝置102的環境數據進行處理，并傳送至第一通信裝置106 ;第一通信裝置106，連接至終端控制裝置104，用于在終端控制裝置104的控制下，將來自終端控制裝置104的環境數據發送至數據中心服務器202。數據中心服務器202包括:第二通信裝置204，用于接收來自桿塔監測終端100的環境數據，并傳送至數據處理裝置206 ;數據處理裝置206，連接至第二通信裝置204，用于對來自第二通信裝置204的環境數據進行處理；具體的，數據處理裝置206包括:比較單元2060，連接至第二通信裝置204，用于將每次從第二通信裝置204獲取的環境數據與存儲單元2062中的歷史數據進行比較，計算出環境數據相較于歷史數據的變化量；存儲單元2062，連接至比較單元2060，用于存儲歷史數據，以及在比較單元2060計算出變化量之后，將環境數據作為歷史數據進行存儲；以及判斷單元2064，連接至比較單元2060，用于判斷每次得到的變化量是否超出預設的變化范圍。
[0017]在該技術方案中，對于被安裝在滑坡上的高壓輸電桿塔，相比于安裝在較平坦的地區，更易于受到自然環境的影響，如滑坡的質地、地下水位的高低、周邊地勢、樹木等各種自然因素都可能使桿塔的狀態發生變化，進而影響到高壓輸電的進程。而通過對自然環境的監測，可以隨時了解到桿塔的工作環境和狀態，并根據采集到的數據進行安全性評估，t匕如針對上述技術方案中的變化量所處的變化范圍，可以針對不同的范圍預設一些警示級另O，當變化量過大時，可能是遭遇到自然環境的較大變化，可能對桿塔的工作狀態造成較大影響，從而向用戶輸出高警示級別的判斷結果，便于用戶進行現場勘查和修護。
[0018]在本實施例中，在桿塔監測終端100中，數據采集裝置102具體包括:至少一個圖像采集裝置1020，設于高壓輸電桿塔上，用于采集高壓輸電桿塔周圍的圖像數據，并將圖像數據傳送至終端控制裝置104 ;至少一個傾斜度傳感器1022，設于高壓輸電桿塔的基座上，用于采集基座的傾斜度數據，并將傾斜度數據傳送至終端控制裝置104 ;至少一個地下水位傳感器1024，設于高壓輸電桿塔的基座下的地下，用于采集基座下的地下水位數據，并將地下水位數據傳送至終端控制裝置104。其中，圖像采集裝置1020可以采用高分辨率、高像素的攝像頭，使得拍攝到的畫面更清晰，還可以通過提升攝像頭的精度，確保其實現水平、垂直方向上各個角度上的旋轉以及旋轉過程中的拍照或攝像。傾斜度傳感器1022被安裝在桿塔的基座上，可以采用多個傾斜度傳感器同時安裝在基座上，以保證更高的判斷準確率，如采用4個傾斜度傳感器分別安裝在基座的4個角上，從而若滑坡發生泥土或巖石滑落、移動等造成桿塔的傾斜時，可以及時發現。地下水位傳感器1024被安裝在基座下的地下，監測桿塔下方的地下水位，而水位的高低對于滑坡的地質、傾斜度、是否可能發生地質災害等具有重要的參考價值。當然，這里顯然并不只上述幾種數據采集裝置，應該理解為，凡是可以用于桿塔周邊的自然環境數據采集的裝置或傳感器，均應認為在此處的保護范圍之內。
[0019]在本實施例中，桿塔監測終端100還包括:計時器108，連接至數據采集裝置102和終端控制裝置104，用于計算距離桿塔監測終端100啟動或數據采集裝置102上一次進行數據采集的間隔時間，在間隔時間不小于預設的時間閾值時，向終端控制裝置104發送采集信號；以及終端控制裝置104在接收到來自計時器108的采集信號后，控制數據采集裝置102進行環境數據的采集。計時器108位于終端控制裝置104中或終端控制裝置104的外部。其中，由于地質變化往往并不是一瞬間發生，而是經過長時間累積導致，不間斷的數據采集只會帶來資源的浪費，因而可以通過計時器，對桿塔周邊的環境信息進行定時采集，合理利用資源的同時，確保采集到的數據的準確性。
[0020]在本實施例中，在數據中心服務器202中，數據處理裝置206還包括:生成單元2066，連接至判斷單元2064，根據判斷單元2064的判斷結果生成安全性評估結果；以及輸出單元2068，連接至生成單元2066，用于將安全性評估結果輸出給用戶。其中，通過針對采集到的數據進行的安全性評估分析，可以生成安全性評估結果并向用戶展示，這里的評估結果可能是針對不同預設變化量范圍的安全性閾值，也可以是針對這些閾值進一步生成的更為直觀的結果，如存在10個安全性閾值，而針對I至5級為安全，6至8級為危險，9至10級為極危險，在用戶認為需要進行相應維護時，進行現場勘探或維護等。
[0021]在本實施例中，在數據中心服務器中，數據處理裝置206還包括:報警器2069，連接至判斷單元2064和輸出單元2068，若判斷單元2064判斷環境數據的變化量超出預設的變化范圍，則通過輸出單元2068向用戶發出警報。其中，通過如亮燈、播放警告音等方式或其組合，向用戶進行經警報，使用戶能夠盡早對可能發生的災害進行處理。
[0022]圖2是本發明實施例中數據采集裝置的安裝狀態示意圖。
[0023]如圖2所示，桿塔302通過桿塔基座304被安裝在滑坡300上，由于處于滑坡300上，桿塔302可能受到更多的干擾，因此需要對其進行監測，以便隨時進行現場進一步勘探和處理。
[0024]具體的監測方式有很多種，只要是可以針對桿塔302周邊的環境情況進行檢測的方式都可以進行采用。比如這里使用了攝像頭306，從而對桿塔302周邊的圖像數據進行采集，對于圖像數據的清晰度，可以通過使用更高分辨率、更高像素的攝像頭306，還可以通過提高攝像頭306的調節精度，使得攝像頭306可以在垂直、水平甚至更多個方向上進行各個角度的圖像采集，當然，也可以采用多個攝像頭306，從而可以相應地降低攝像頭306的要求，以降低系統搭建成本。圖中還采用了安裝在桿塔底座304上的傾斜度傳感器308，來對桿塔302的傾斜度進行數據采集，從而通過對傾斜度的變化量的監測，得知桿塔302是否可能遭受到了自然因素的影響。圖中還采用了安裝在桿塔基座304下方的地下水位傳感器310，該地下水位傳感器310可以對桿塔基座304下方的地下水312的水位進行監測，從而防止由于地下水312的水位高低，造成對桿塔302或是桿塔基座304的影響，并在出現影響時，及時進行現場勘查和處理。當然，還可以結合很多其它的采集和監測方式，從而可以通過更多的方面和角度對桿塔302或桿塔基座304所處的環境因素進行監測，了解其自然環境對其造成的影響。最后，將由攝像頭306、傾斜度傳感器308、地下水位傳感器310等裝置采集到的自然環境的數據信息通過無線通信設備314發送至數據中心服務器進行數據處理，這里通過使用無線通信技術，使得整個系統的搭建及通信過程更便捷。需要指出的是，這里使用的攝像頭306、傾斜度傳感器308、地下水位傳感器310等裝置并不是單獨作用，而是與無線通信設備314以及圖中未標出的處理設備共同構成了桿塔監測終端，該處理設備用于將來自攝像頭306、傾斜度傳感器308、地下水位傳感器310等裝置的數據進行處理后，通過無線通信設備314進行數據傳輸，以供用戶進行進一步分析。
[0025]圖3是本發明實施例中數據中心服務器與多個桿塔監測終端連接的連接狀態示意圖。
[0026]如圖3所示，太陽能供電的高壓輸電桿塔塔基滑坡監測系統400包括數據中心服務器402和N個(N彡I)桿塔監測終端404，數據中心服務器402由一臺PC(或一臺工控機)加配一些通信板卡組成。N個桿塔監測終端404的結構完全相同，每個桿塔監測終端404安裝在一個高壓輸電桿塔上，采集該輸電桿塔周邊的自然環境信息(周邊環境圖像、地下水位情況、桿塔的傾斜度情況等)，并將該信息通過無線傳輸的方式(通過GPRS、GSM短消息或其他可行的方式)發送到數據中心服務器402。數據中心服務器402對收到的各個桿塔各個時期的數據進行對比分析，得出桿塔安全性評估結果供操作人員參考，當評估結果超出某一設定的門限值時自動報警，提請人工處理。
[0027]以上結合附圖詳細說明了本發明的技術方案，考慮到在相關技術中，對高壓輸電桿塔安全性的監控大多側重于防止一些人為的破壞和影響，而沒有桿塔所處自然環境對桿塔安全的影響的監測裝置。因此，本發明提供了一種太陽能供電的高壓輸電桿塔塔基滑坡監測系統，可以對高壓輸電線路中的桿塔所處自然環境進行監測，便于針對桿塔所處環境進行安全性防護和管理。
[0028]以上是本發明的較佳實施例，凡依本發明技術方案所作的改變，所產生的功能作用未超出本發明技術方案的范圍時，均屬于本發明的保護范圍。
【權利要求】
1.一種太陽能供電的高壓輸電桿塔塔基滑坡監測系統，其特征在于，包括太陽能發電系統、桿塔監測終端和數據中心服務器，所述太陽能發電系統包括: 太陽能電池板，設于高壓輸電桿塔上，用于將太陽能轉換為電能，并送往蓄電池中存儲； 控制器，連接至所述太陽能電池板和蓄電池，用于控制太陽能發電系統工作； 蓄電池，用于存儲太陽電池板轉換的電能，并為桿塔監測終端供電； 所述桿塔監測終端包括: 數據采集裝置，設于高壓輸電桿塔上、高壓輸電桿塔的基座上或高壓輸電桿塔的基座下的地下，用于采集高壓輸電桿塔的環境數據，并傳送至終端控制裝置； 終端控制裝置，連接至所述數據采集裝置，用于對來自所述數據采集裝置的環境數據進行處理，并傳送至第一通信裝置； 第一通信裝置，連接至所述終端控制裝置，用于在所述終端控制裝置的控制下，將來自所述終端控制裝置的環境數據發送至所述數據中心服務器； 所述數據中心服務器包括: 第二通信裝置，用于接收來自所述桿塔監測終端的環境數據，并傳送至數據處理裝置； 數據處理裝置，連接至所述第二通信裝置，用于對來自所述第二通信裝置的環境數據進行處理；所述數據處理裝置包括:比較單元，連接至所述第二通信裝置，用于將每次從所述第二通信裝置獲取的環境數據與存儲單元中的歷史數據進行比較，計算出所述環境數據相較于所述歷史數據的變化量；存儲單元，連接至所述比較單元，用于存儲所述歷史數據，以及在所述比較單元計算出所述變化量之后，將所述環境數據作為歷史數據進行存儲；以及判斷單元，連接至所述比較單元，用于判斷每次得到的所述變化量是否超出預設的變化范圍。
2.根據權利要求1所述的太陽能供電的高壓輸電桿塔塔基滑坡監測系統，其特征在于，在所述桿塔監測終端中，所述數據采集裝置包括: 至少一個圖像采集裝置，設于所述高壓輸電桿塔上，用于采集所述高壓輸電桿塔周圍的圖像數據，并將所述圖像數據傳送至所述終端控制裝置； 至少一個傾斜度傳感器，設于所述高壓輸電桿塔的基座上，用于采集所述基座的傾斜度數據，并將所述傾斜度數據傳送至所述終端控制裝置； 至少一個地下水位傳感器，設于所述高壓輸電桿塔的基座下的地下，用于采集所述基座下的地下水位數據，并將所述地下水位數據傳送至所述終端控制裝置。
3.根據權利要求1所述的太陽能供電的高壓輸電桿塔塔基滑坡監測系統，其特征在于，所述桿塔監測終端還包括:計時器，連接至所述數據采集裝置和所述終端控制裝置，用于計算距離所述桿塔監測終端啟動或所述數據采集裝置上一次進行數據采集的間隔時間，在所述間隔時間不小于預設的時間閾值時，向所述終端控制裝置發送采集信號；以及所述終端控制裝置在接收到來自所述計時器的采集信號后，控制所述數據采集裝置進行所述環境數據的采集。
4.根據權利要求1所述的太陽能供電的高壓輸電桿塔塔基滑坡監測系統，其特征在于，在所述數據中心服務器中，所述數據處理裝置還包括:生成單元，連接至所述判斷單元，用于根據所述判斷單元的判斷結果生成安全性評估結果；以及輸出單元，連接至所述生成單元，用于將所述安全性評估結果輸出給用戶。
5.根據權利要求4所述的太陽能供電的高壓輸電桿塔塔基滑坡監測系統，其特征在于，在所述數據中心服務器中，所述數據處理裝置還包括:報警器，連接至所述判斷單元和所述輸出單元，若所述判斷單元判斷所述環境數據的變化量超出預設的變化范圍，則通過所述輸出單元向用戶發出警報。
【文檔編號】G01D21/02GK104359507SQ201410661927
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2014年11月19日 優先權日:2014年11月19日
【發明者】林桂, 章浦軍, 林福, 阮肇華, 王濤, 阮金鐘, 陳言團, 蘇勵農, 高海群, 吳勇, 吳錦清 申請人:國家電網公司, 國網福建省電力有限公司, 國網福建省電力有限公司寧德供電公司