一种输电线监测系统的制作方法

1.本技术属于输电线技术领域，尤其涉及一种输电线监测系统。


背景技术：

2.近些年来，随着电力系统的发展，超高压线路的广泛兴建，输电线舞动事故日益频繁，强度也明显增加。输电线舞动会使输电线线路发生闪络跳闸、跳线断裂、杆塔结构受损或倒塔等不同等级的安全事故，已成为威胁输电线线路安全的重要因素之一。
3.为了预防或减少由于输电线舞动引起的安全事故，现有技术通常会在输电线上安装输电线监测装置，输电线监测装置采集输电线的信息，并将采集到的信息反馈给监控中心，监控中心对输电线的信息进行分析以实现对输电线的监测。然而，现有的输电线监测装置通常采用一次电池进行供电，在一次电池的电量耗尽的情况下，输电线监测装置无法正常工作，导致输电线监测装置无法向监控中心反馈输电线的信息，从而无法实现对输电线的正常监测。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本技术实施例提供了一种输电线监测系统，以解决现有的输电线监测系统中的输电线监测装置在其内部的一次电池的电量耗尽的情况下无法正常工作，从而无法实现对输电线的正常监测的技术问题。
5.本技术实施例提供一种输电线监测系统，包括：目标终端设备以及与所述目标终端设备无线连接的至少一个输电线监测装置，所述输电线监测装置用于安装在输电线上，所述输电线监测装置包括：
6.信息采集电路，用于采集所述输电线的一个或多个第一预设参量的值，并向主控电路发送所述一个或多个第一预设参量的值；
7.所述主控电路，与所述信息采集电路连接，所述主控电路用于对所述一个或多个第一预设参量的值进行处理，得到所述输电线的第二预设参量的值，并向无线通信电路发送所述第二预设参量的值；
8.所述无线通信电路，与所述主控电路连接，所述无线通信电路用于向所述目标终端设备发送所述第二预设参量的值；
9.供电电路，用于将太阳能转换为电能，并基于所述电能为所述供电电路中的可充电电池充电，所述可充电电池用于为所述信息采集电路、所述主控电路及所述无线通信电路供电。
10.可选的，所述供电电路包括：
11.太阳能面板，用于将太阳能转换为电能；
12.充电控制电路，连接在所述太阳能面板与所述可充电电池之间，所述充电控制电路用于在所述可充电电池两端的电压值小于第一电压值时，控制所述太阳能面板为所述可充电电池充电，以及在所述可充电电池两端的电压值等于或大于第二电压值时，控制所述
太阳能面板停止为所述可充电电池充电；所述第二电压值大于所述第一电压值；
13.所述可充电电池，用于提供第一电源信号；
14.电压转换电路，与所述可充电电池连接，所述电压转换电路用于对所述第一电源信号进行电压转换处理，得到目标电源信号，所述目标电源信号用于为所述信息采集电路、所述主控电路及所述无线通信电路供电。
15.可选的，所述供电电路还包括连接在所述太阳能面板与所述充电控制电路之间的防雷电路。
16.可选的，所述供电电路还包括与所述电压转换电路连接的备用电池切换电路；
17.所述备用电池切换电路用于在所述可充电电池两端的电压值低于第三电压值时，控制备用电池向所述电压转换电路输出所述第一电源信号。
18.可选的，所述信息采集电路包括惯性测量单元，所述惯性测量单元与所述主控电路连接；
19.所述惯性测量单元用于采集所述输电线在预设空间直角坐标系对应的三个方向上的角速度值，并向所述主控电路发送所述角速度值；
20.对应地，所述主控电路用于基于所述角速度值计算所述输电线的舞动角度，并向所述无线通信电路发送所述舞动角度；
21.所述无线通信电路用于向所述目标终端设备发送所述舞动角度。
22.可选的，所述信息采集电路包括加速度测量电路，所述加速度测量电路与所述主控电路连接；
23.所述加速度测量电路用于采集所述输电线的加速度值，并向主控电路发送所述加速度值；
24.对应地，所述主控电路用于基于所述加速度值计算所述输电线的舞动频率和舞动幅度，并向所述无线通信电路发送所述舞动频率和所述舞动幅度；
25.所述无线通信电路用于向所述目标终端设备发送所述舞动频率和所述舞动幅度。
26.可选的，所述加速度测量电路包括第一加速度计和第二加速度计；所述第一加速度计和所述第二加速度计均与所述主控电路连接；
27.所述第一加速度计用于实时采集所述输电线的第一加速度值，并向所述主控电路发送所述第一加速度值；
28.对应地，所述主控电路用于在所述第一加速度值大于预设加速度阈值时向所述第二加速度计发送数据采集指令；
29.所述第二加速度计用于在接收到所述数据采集指令时采集所述输电线的第二加速度值，并向所述主控电路发送所述第二加速度值；
30.所述主控电路用于基于所述第二加速度值计算所述舞动频率和所述舞动幅度。
31.可选的，所述信息采集电路包括温度传感器，所述温度传感器与所述主控电路连接；
32.所述温度传感器用于采集所述输电线的温度值，并向所述主控电路发送所述温度值；
33.对应地，所述主控电路用于向所述无线通信电路发送所述温度值；
34.所述无线通信电路用于向所述目标终端设备发送所述温度值。
35.可选的，所述信息采集电路包括湿度传感器，所述湿度传感器与所述主控电路连接；
36.所述湿度传感器用于采集所述输电线的湿度值，并向所述主控电路发送所述湿度值；
37.对应地，所述主控电路用于向所述无线通信电路发送所述湿度值；
38.所述无线通信电路用于向所述目标终端设备发送所述湿度值。
39.可选的，所述信息采集电路包括定位单元，所述定位单元与所述主控电路连接；
40.所述定位单元用于采集所述输电线的位置信息，并向所述主控电路发送所述位置信息；
41.对应地，所述主控电路用于向所述无线通信电路发送所述位置信息；
42.所述无线通信电路用于向所述目标终端设备发送所述位置信息。
43.实施本技术实施例提供的输电线监测装置具有以下有益效果：
44.本技术实施例提供的输电线监测系统，由于输电线监测装置中的供电电路使用的电池为可充电电池，且供电电路是采用对太阳能进行能量转换得到的电能为可充电电池充电，这样不仅可以节约能源，而且可以使可充电电池能够持续地为输电线监测装置中的各电路进行供电，从而保证输电线监测装置可以持续且稳定地正常工作。此外，由于主控电路将信息采集电路采集到的输电线的一个或多个第一预设参量的值进行处理，将处理得到的输电线的第二预设参量的值发送给目标终端设备，而不是直接向目标终端设备发送采集到信息，这样不仅可以减少输电线监测装置的数据发送量，而且使目标终端设备无需对采集到的信息进行处理，节省了目标终端设备的数据计算资源。
附图说明
45.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
46.图1为本技术实施例提供的一种输电线监测系统的结构示意图；
47.图2为本技术实施例提供的一种输电线监测装置的结构示意图；
48.图3为本技术实施例提供的一种输电线监测装置的安装示意图；
49.图4为本技术另一实施例提供的一种输电线监测装置的结构示意图。
具体实施方式
50.为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
51.需要说明的是，本技术实施例的实施方式部分使用的术语仅用于对本技术的具体实施例进行解释，而非旨在限定本技术。在本技术实施例的描述中，除非另有说明，“/”表示或的意思，例如，a/b可以表示a或b；本文中的“和/或”仅仅是一种描述关联物的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这
三种情况。另外，在本技术实施例的描述中，除非另有说明，“多个”是指两个或多于两个，“至少一个”、“一个或多个”是指一个、两个或两个以上。
52.以下，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。
53.在本说明书中描述的参考“一个实施例”或“一些实施例”等意味着在本技术的一个或多个实施例中包括结合该实施例描述的特定特征、结构或特点。由此，在本说明书中的不同之处出现的语句“在一个实施例中”、“在一些实施例中”、“在其他一些实施例中”、“在另外一些实施例中”等不是必然都参考相同的实施例，而是意味着“一个或多个但不是所有的实施例”，除非是以其他方式另外特别强调。术语“包括”、“包含”、“具有”及它们的变形都意味着“包括但不限于”，除非是以其他方式另外特别强调。
54.请参阅图1，图1为本技术实施例提供的一种输电线监测系统的结构示意图。如图1所示，该输电线监测系统可以包括：目标终端设备200以及与目标终端设备200无线连接的至少一个输电线监测装置100。
55.其中，输电线监测装置100与目标终端设备200之间的无线连接方式可以根据实际需求设置，本实施例不对其做特别限定。
56.示例性的，目标终端设备可以是输电线监控人员所使用的终端设备，包括但不限于手机、平板电脑、笔记本电脑或台式电脑等电子设备。
57.请参阅图2，图2为本技术实施例提供的一种输电线监测装置的结构示意图。如图2所示，该输电线监测装置100可以包括：信息采集电路11、主控电路12、无线通信电路13及供电电路14。其中：
58.信息采集电路11，用于采集输电线的一个或多个第一预设参量的值，并向主控电路12发送该一个或多个第一预设参量的值。
59.主控电路12，与信息采集电路11连接，主控电路12用于对该一个或多个第一预设参量的值进行处理，得到输电线的第二预设参量的值，并向无线通信电路13发送输电线的第二预设参量的值。
60.无线通信电路13，与主控电路12连接，无线通信电路13用于向目标终端设备发送输电线的第二预设参量的值。
61.供电电路14，用于将太阳能转换为电能，并基于该电能为供电电路14中的可充电电池141充电，可充电电池141用于为信息采集电路11、主控电路12及无线通信电路13供电。
62.本实施例中，如图3中的(a)和(b)所示，输电线监测装置100可以安装在输电线1000上，以实现对输电线的各个第一预设参量的值的采集。在具体应用中，每条输电线1000上可以安装至少一个输电线监测装置100。
63.示例性的，第一预设参量可以包括：加速度、角速度、温度、湿度及位置信息等。第二预设参量可以包括：舞动角度、舞动频率或舞动幅度等。
64.其中，舞动角度可以是基于输电线的角速度值确定得到的，即主控电路12可以对采集到的输电线的角度值进行处理，得到输电线的舞动角度。舞动频率和舞动幅度可以是基于输电线的加速度值确定得到的，即主控电路12可以对采集到的输电线的加速度值进行处理，得到输电线的舞动频率和舞动幅度。
65.示例性的，主控电路12可以包括微控制单元(micro controller unit，mcu)。
66.无线通信电路13可以包括射频(radio frequency，rf)收发器。示例性的，rf收发器可以基于工业/科学/医学用(industrial scientific medical，ism)频段来实现数据的收发。ism频段可以实现高可靠性、远距离及微功率的无线传输。
67.以上可以看出，本技术实施例提供的输电线监测系统，由于输电线监测装置中的供电电路使用的电池为可充电电池，且供电电路是采用对太阳能进行能量转换得到的电能为可充电电池充电，这样不仅可以节约能源，而且可以使可充电电池能够持续地为输电线监测装置中的各电路进行供电，从而保证输电线监测装置可以持续且稳定地正常工作。此外，由于主控电路将信息采集电路采集到的输电线的一个或多个第一预设参量的值进行处理，将处理得到的输电线的第二预设参量的值发送给目标终端设备，而不是直接向目标终端设备发送采集到信息，这样不仅可以减少输电线监测装置的数据发送量，而且使目标终端设备无需对采集到的信息进行处理，节省了目标终端设备的数据计算资源。
68.请参阅图4，图4为本技术另一实施例提供的一种输电线监测装置的结构示意图。与图2对应的实施例相比，本实施例中的供电电路14具体可以包括：可充电电池141、太阳能面板142、充电控制电路143及电压转换电路144。
69.具体地，太阳能面板142，用于将太阳能转换为电能。
70.充电控制电路143，连接在太阳能面板142与可充电电池141之间，充电控制电路143用于在可充电电池141两端的电压值小于第一电压值时，控制太阳能面板142为可充电电池141充电，以及在可充电电池141两端的电压值等于或大于第二电压值时，控制太阳能面板142停止为可充电电池141充电。
71.可充电电池141，用于提供第一电源信号。
72.电压转换电路144，与可充电电池141连接，电压转换电路144用于对第一电源信号进行电压转换处理，得到目标电源信号，目标电源信号用于为信息采集电路11、主控电路12及无线通信电路13供电。
73.本实施例中，太阳能面板142对太阳能进行能量转换得到的电能可以为可充电电池141进行充电。
74.充电控制电路143可以对可充电电池141两端的电压值进行监测，并基于可充电电池141两端的电压值分别与第一电压值和第二电压值的大小关系，对太阳能面板142与可充电电池141之间的充电线路进行通断控制。具体地，当可充电电池141两端的电压值小于第一电压值时，充电控制电路143可以控制太阳能面板142与可充电电池141之间的充电线路导通，以使太阳能面板142对可充电电池141进行充电；当可充电电池141两端的电压值等于或大于第二电压值时，充电控制电路143可以控制太阳能面板142与可充电电池141之间的充电线路断开，以使太阳能面板142停止对可充电电池141进行充电。
75.其中，第二电压值大于第一电压值。第一电压值和第二电压值均可以根据实际需求设置，此处不对其做特别限定。
76.在一种可能的实现方式中，充电控制电路143可以采用最大功率点跟踪(maximum power point tracking，mppt)控制器来实现。mppt控制器能够实时侦测太阳能面板142的发电电压，并追踪最高的电压值和电流值，使太阳能面板142能够以最大功率输出对可充电电池进行充电。
77.本实施例中，第一电源信号的电压值可以根据实际需求设置，此处不对其做特别限定。例如，第一电源信号的电压值可以为3.6伏(v)～4.2v。
78.目标电源信号的电压值可以根据信息采集电路11、主控电路12及无线通信电路13工作所需的电压值确定。例如，若信息采集电路11、主控电路12及无线通信电路13工作所需的电压值为3.3v，则目标电源信号的电压值为3.3v。
79.作为示例而非限定，电压转换电路144可以采用降压-升压(bust-boost)电路来实现，bust-boost电路支持降压稳压和升压稳压，可以最大程度地提高可充电电池141的利用率。
80.以上可以看出，本实施例中的充电控制电路可以在可充电电池两端的电压值较低时控制太阳能面板为可充电电池充电，在可充电电池两端的电压值较高时控制太阳能面板停止为可充电电池充电，从而使可充电电池可以持续稳定地输出第一电源信号，以保证输电线监测装置中的各电路可以正常工作。
81.请继续参阅图4，在本技术的又一个实施例中，供电电路14还包括连接在太阳能面板142与充电控制电路143之间的防雷电路146。
82.本实施例中，防雷电路146用于防止输电线监测装置中的各电路受雷电过电压冲击而损坏。
83.在具体应用中，防雷电路146可以采用现有的防雷电路，例如，可以采用由保险丝、压敏电阻、电感、桥堆及空气放电管等组成的防雷电路；也可以采用成品的防雷器，具体可以根据实际需求设置，此处不对其做特别限定。
84.以上可以看出，本实施例通过在太阳能面板与充电控制电路之间设置防雷电路，可以保护输电线监测装置中的各电路免受雷电过电压冲击而损坏，提高了输电线监测装置的稳定性。
85.请继续参阅图4，在本技术的又一个实施例中，供电电路14还包括与电压转换电路144连接的备用电池切换电路145。
86.备用电池切换电路145用于在可充电电池141两端的电压值低于第三电压值时，控制备用电池向电压转换电路144输出第一电源信号。
87.本实施例中，备用电池切换电路145中可以包括备用电池和开关控制电路(图中未示出)。其中，开关控制电路可以对可充电电池141两端的电压值进行监测，且在可充电电池141两端的电压值低于第三电压值，导通备用电池与电压转换电路144之间的供电通路，断开可充电电池141与电压转换电路144之间的供电通路，从而通过备用电池进行供电。
88.示例性的，备用电池可以为一次电池。
89.在一种可能的实现方式中，备用电池输出的第一电源信号的电压值可以与可充电电池输出的第一电源信号的电压值相等。
90.在一种可能的实现方式中，当可充电电池141两端的电压值低于第三电压值时，备用电池切换电路145还可以向主控电路12输出第一告警信号，该第一告警信号用于告知主控电路可充电电池141两端的电压值过低。主控电路12接收到第一告警信号时可以生成电池告警信息，并将电池告警信息通过无线通信电路13发送至目标终端设备，以告知输电线监控人员可充电电池141两端的电压值过低，以便输电线监控人员可以及时对电路进行检修。
91.以上可以看出，本实施例通过设置备用电池，可以在出现意外状况导致可充电电池耗尽时自动切换到备用电池为电路供电，从而保证输电线监测装置在发生意外状况时也能够正常工作，提高了输电线监测装置的稳定性。
92.请继续参阅图4，在本技术的又一个实施例中，信息采集电路11包括惯性测量单元111，惯性测量单元111与主控电路12连接。
93.惯性测量单元111用于采集输电线在预设空间直角坐标系对应的三个方向上的角速度值，并向主控电路12发送该三个方向上的角速度值。
94.对应地，主控电路12用于基于该三个方向上的角速度值计算输电线的舞动角度，并向无线通信电路13发送输电线的舞动角度。
95.无线通信电路13用于向目标终端设备200发送输电线的舞动角度。
96.本实施例中，主控电路12可以基于现有的角速度与角度之间的转换公式系来计算输电线的舞动角度。
97.请继续参阅图4，在本技术的又一个实施例中，信息采集电路11包括加速度测量电路112，加速度测量电路112与主控电路12连接。
98.加速度测量电路112用于采集输电线的加速度值，并向主控电路12发送加输电线的速度值。
99.对应地，主控电路12用于基于输电线的加速度值计算输电线的舞动频率和舞动幅度，并向无线通信电路13发送输电线的舞动频率和舞动幅度。
100.无线通信电路13用于向目标终端设备200发送输电线的舞动频率和舞动幅度。
101.本实施例中，主控电路12可以对输电线的加速度值进行积分运算，得到输电线的舞动速度，再基于速度与频率之间的转换公式计算输电线的舞动频率。主控电路12可以对输电线的舞动速度进行积分运算，得到输电线的舞动幅度。
102.以上可以看出，本实施例对惯性测量单元和加速度测量电路采集到的原始数据进行处理，将处理后的数据发送给目标终端设备，可以减少输电线监测装置的数据发送量，降低输电线监测装置的功耗。
103.请继续参阅图4，在本技术的又一个实施例中，加速度测量电路112包括第一加速度计1121和第二加速度计1122。第一加速度计1121和第二加速度计1122均与主控电路12连接。
104.第一加速度计1121用于实时采集输电线的第一加速度值，并向主控电路12发送第一加速度值。
105.对应地，主控电路12用于在第一加速度计1121采集到的第一加速度值大于预设加速度阈值时向第二加速度计1122发送数据采集指令。
106.第二加速度计1122用于在接收到数据采集指令时采集输电线的第二加速度值，并向主控电路12发送第二加速度值。
107.主控电路12用于基于第二加速度值计算输电线的舞动频率和舞动幅度。
108.其中，预设加速度阈值可以根据实际需求设置，此处不对其做特别限定。
109.在具体应用中，第一加速度计1121可以采用低功耗加速度计，第二加速度计1122可以采用高精度加速度计，这样，采用低功耗加速度计对输电线的加速度值进行实时监测，在输电线的加速度值较大时，再采用高精度的加速度计来获取输电线的加速度值，整体上
可以降低功耗，提高加速度值的测量精度。
110.请继续参阅图4，在本技术的又一个实施例中，信息采集电路11包括温度传感器113，温度传感器113与主控电路12连接。
111.温度传感器113用于采集输电线的温度值，并向主控电路12发送输电线的温度值。
112.对应地，主控电路12用于向无线通信电路13发送输电线的温度值。
113.无线通信电路13用于向目标终端设备200发送输电线的温度值。
114.请继续参阅图4，在本技术的又一个实施例中，信息采集电路11包括湿度传感器114，湿度传感器114与主控电路12连接。
115.湿度传感器114用于采集输电线的湿度值，并向主控电路12发送输电线的湿度值。
116.对应地，主控电路12用于向无线通信电路13发送输电线的湿度值。
117.无线通信电路13用于向目标终端设备200发送输电线的湿度值。
118.请继续参阅图4，在本技术的又一个实施例中，信息采集电路11包括定位单元115，定位单元115与主控电路12连接。
119.定位单元115用于采集输电线的位置信息，并向主控电路12发送输电线的位置信息。
120.对应地，主控电路12用于向无线通信电路13发送输电线的位置信息。
121.无线通信电路13用于向目标终端设备200发送输电线的位置信息。
122.在具体应用中，定位单元15可以包括但不限于：北斗卫星导航系统(beidou navigation satellite system，bds)或全球定位系统(global positioning system，gps)等。
123.以上可以看出，本实施例中的信息采集电路可以对输电线的多个预设参量进行采集，进而可以实现对输电线的全面监测。
124.以上所述实施例仅用以说明本技术的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本技术进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本技术各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本技术的保护范围之内。