一種基于無線傳感器網絡的電力線桿塔監測系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及電力線桿塔監測領域，具體涉及基于無線傳感器網絡的電力線桿塔監測系統領域。
【背景技術】
[0002]電力設施作為電能生產、輸送、供應的載體，其中高壓線路和電力塔更是遠程電能輸送的關鍵設施，但由于人為違法損壞和自然災害損壞等不確定因素的影響，導致電力傳輸中斷的案例比比皆是。電力傳輸中斷，不僅影響人類正常生活，導致經濟損失，更可能在災害發生情況下，影響救災指揮決策。由此可見，對電力設施的保護十分重要。但是由于高壓線路和電力塔所在環境、所在位置不同，區域差異大，如果采用常規巡檢手段，檢查一次周期長，而且無法第一時間發現隱患。同時由于受到各類技術及條件的限制，電力塔及線路上的實時信息也無法實時傳輸至控制中心，這就使得建立一個無線的電力塔實時監測系統十分必要。
[0003]目前電力設施，尤其是包括電力塔在內的野外骨干網傳輸設施的參數信息監測主要采用上述的人工巡檢方式和這兩年電網公司開展試點應用的無人機巡檢方式。人工巡檢費用低廉，但巡檢結果精度低，勞動強度大，容易因為地形的限制導致因人工不能到達而存在巡檢盲區；直升機巡檢，容易受到天氣的影響，而且成本非常高，因此應用較少，目前主要處在試點建設階段，僅在一些災難應急處理時應用。
[0004]這兩種巡檢方式局限性都較大，而隨著無線傳感器網絡技術的出現與迅猛發展，應用它作為電力設施監測技術成為可能。相比于其他的技術，它擁有兩方面的優勢:一是它無需有線，傳統有線監測網絡的線路布置和實施工程巨大，線路容易受損，不可移動，調整性差。而電力塔地形位置不便，區域范圍大，因而無線監測方法非常適合于這類監測系統的構建。二是無線傳感器網絡低能耗，高壓線路和電力塔由于電力設施傳輸及安全需要，不允許外加設備直接在電力線路上取電，無線傳感器網絡采用電池供電的低能耗特性很好地解決了這個問題。因此，國內外專家和學者開始研究如何將無線傳感器網絡應用到電力設施的監測系統中來。
【發明內容】
[0005]本實用新型提供了一種基于無線傳感器網絡的電力線桿塔監測系統，通過檢測模塊、無線網關模塊和GPRS模塊，實現電力塔遠程監控。
[0006]為達到上述目的，本實用新型公開的一種基于無線傳感器網絡的電力線桿塔監測系統，包括設置在線路上各個桿塔上的檢測模塊、無線網關模塊和中繼站的GPRS模塊以及中心機房的上位機；所述的檢測模塊依次包括采集模塊、檢測端單片機和一個檢測端無線模塊；所述的無線網關模塊依次包括一個網關端無線模塊和網關端單片機；前后桿塔的無線網關組模塊成接力鏈路，再經過GPRS模塊節點匯總后長途發射到中心機房的上位機進行信號處理。檢測模塊和無線網關模塊均由單片機進行整體控制；信息采集模塊可同時采集溫度、濕度數據和視頻圖像信息。無線模塊同時通過UART異步串口與主處理器進行通信和采用SPI總線接口完成模塊的初始化和命令。設置在無線網關模塊中的單片機與GPRS模塊進行通訊。GPRS模塊不僅實現無線傳感器網絡節點的網絡登錄、退出，監測信息的收發、轉發，同時還實現局部監測區域節點的網絡拓撲結構延伸。
[0007]作為優選，一種基于無線傳感器網絡的電力線桿塔監測系統，所述的檢測端單片機，網關端單片機同為C8051F340。該型號單片機功能強大，足以堪用。
[0008]作為優選，一種基于無線傳感器網絡的電力線桿塔監測系統，所述的檢測端無線模塊、網關端無線模塊均為JN5148。該型號的無限模塊，發射功率能保證在電力桿塔間距內信號傳遞的可靠。
[0009]作為優選，一種基于無線傳感器網絡的電力線桿塔監測系統，前后桿塔的無線網關組成接力鏈路時的直線間隔距離小于無線模塊的有效發射距離3千米。該距離為無線模塊與GPRS模塊通訊的可靠工作半徑，組網后保證通訊順暢。
[0010]本實用新型基于無線傳感器網絡，通過節點自身電路和協議，實現數據包快速有效的延伸接力傳輸，從而實現電力塔遠程監測。
【附圖說明】
[0011]圖1為本實用新型的各模塊連接示意圖；
[0012]圖2是本實用新型具體實施例示意圖。
[0013]圖中:1、采集模塊；2、檢測端單片機；3、檢測端無線模塊；4、網關端無線模塊；
[0014]5、網關端單片機；6、桿塔；7、中繼站；8、中心機房。
【具體實施方式】
[0015]實施例1:如圖1，圖2所示，本實用新型，一種基于無線傳感器網絡的電力線桿塔監測系統，包括設置在線路上各個桿塔6上的檢測模塊、無線網關模塊和中繼站7的GPRS模塊以及中心機房8的上位機；所述的檢測模塊依次包括采集模塊1、檢測端單片機2和一個檢測端無線模塊3 ;所述的無線網關模塊依次包括一個網關端無線模塊4和網關端單片機5 ;前后桿塔6的無線網關模塊組成接力鏈路，再經過中繼站7的GPRS模塊節點匯總后長途發射到中心機房8的上位機進行信號處理。檢測模塊和無線網關模塊均由C8051F340單片機進行整體控制；信息采集模塊可同時采集溫度、濕度數據和視頻圖像信息。無線模塊同時通過UART異步串口與主處理器進行通信和采用SPI總線接口完成模塊的初始化和命令。設置在無線網關模塊中的單片機與GPRS模塊進行通訊。GPRS模塊不僅實現無線傳感器網絡節點的網絡登錄、退出，監測信息的收發、轉發，同時還實現局部監測區域節點的網絡拓撲結構延伸。
[0016]實施例2:其工作原理同實施例1，其中所述的檢測端無線模塊、網關端無線模塊均為JN5148。該型號的無線模塊，發射功率能保證在電力桿塔間距內信號傳遞的可靠。
[0017]實施例3:其工作原理同前兩實施例，前后桿塔6的無線網關組成接力鏈路時的直線間隔距離小于無線模塊的有效發射距離3千米。該距離為無線模塊與GPRS模塊通訊的可靠工作半徑，組網后保證通訊順暢。
[0018]本實用新型基于無線傳感器網絡，通過節點自身電路和協議，實現數據包快速有效的延伸接力傳輸，從而實現電力塔遠程監測。該型號的無限模塊，發射功率能保證在電力桿塔間距內信號傳遞的可靠。
【主權項】
1.一種基于無線傳感器網絡的電力線桿塔監測系統，其特征在于:包括設置在線路上各個桿塔(6)上的檢測模塊、無線網關模塊和中繼站(7)的GPRS模塊以及中心機房(8)的上位機；所述的檢測模塊依次包括采集模塊(I)、檢測端單片機(2)和一個檢測端無線模塊(3);所述的無線網關模塊依次包括一個網關端無線模塊(4)和網關端單片機(5);前后桿塔的無線網關模塊組成接力鏈路，再經過中繼站(7)的GPRS模塊節點匯總后長途發射到中心機房(8)的上位機進行信號處理。
2.根據權利要求1所述的基于無線傳感器網絡的電力線桿塔監測系統，其特征在于:所述的檢測端單片機(2)，網關端單片機(5)同為C8051F340。
3.根據權利要求1所述的基于無線傳感器網絡的電力線桿塔監測系統，其特征在于:所述的檢測端無線模塊(3)、網關端無線模塊(4)均為JN5148。
4.根據權利要求2或3所述的基于無線傳感器網絡的電力線桿塔監測系統，其特征在于:前后桿塔的無線網關組成接力鏈路時的直線間隔距離小于無線模塊的有效發射距離3千米。
【專利摘要】一種基于無線傳感器網絡的電力線桿塔監測系統，包括設置在線路上各個桿塔上的檢測模塊、無線網關模塊和中繼站的GPRS模塊以及中心機房的上位機；所述的檢測模塊依次包括采集模塊、檢測端單片機和一個檢測端無線模塊；所述的無線網關模塊依次包括一個網關端無線模塊和網關端單片機；前后桿塔的無線網關組成接力鏈路，再于經過GPRS模塊節點匯總后長途發射到中心機房的上位機進行信號處理。本實用新型基于無線傳感器網絡，通過節點自身電路和協議，實現數據包快速有效的延伸接力傳輸，從而實現電力塔遠程監測。
【IPC分類】G08C17-02, H04L29-08
【公開號】CN204334629
【申請號】CN201420712135
【發明人】祝永華, 徐進, 郁煒, 秦本濤, 葉德昌
【申請人】衢州學院
【公開日】2015年5月13日
【申請日】2014年11月25日