一种姿态监测仪的制作方法

1.本实用新型属于姿态监测技术领域，具体涉及一种姿态监测仪。


背景技术：

2.目前广告牌、灯杆或者电力铁塔等基础设施出现故障往往由于外界因素导致，例如大风刮断树枝掉落在基础设施的线路上、外力向线路抛掷金属物体及非法盗窃电力铁塔的金具等，都会引发铁塔线路的短路、断裂等危险事故，此外，基础设施出现地质变化，如进行土地开发作业时，也可能会引起地基整体倾斜、沉降，间接发生广告牌、灯杆、铁塔倾斜等安全事故，对电力铁塔的安全运行带来很大的不良影响。
3.为了消除基础设施的安全隐患，减少出现倾斜、倒塌以及雷击损坏等危及通信安全的事件，基础设施的安全监测工作非常重要，然而，现有技术中，通常采用人工巡检的方式定期对基础设施进行监测，难以面对各种突发事故；另外，在地势险峻的地带，靠人工巡检，造成监测成本过高，同时效率过低。
4.为此，设计一种姿态监测仪来解决上述问题。


技术实现要素：

5.为解决上述背景技术中提出的问题。本实用新型提供了一种姿态监测仪，通过倾倒监测模块与运动姿态测量模块，能够监测到设备倾倒的姿态，可以精确测距、可以识别物体材质，通过分析接收到的目标回波特性，提取并发现目标的位置、形状、运动特性和运动轨迹，推断目标和环境的特征，实时监测设备的姿态，给维护人员提供了参考依据，通过时钟模块，可以显示时间以及记录设备倾倒的时间，在设备倾倒出现意外时，通过gsm模块向指定手机发送报警信号，并通过报警模块发出声音报警，能够提醒人们，便于维修人员确定发生倾倒故障的时间和地点，能够快速进行抢修。
6.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种姿态监测仪，包括姿态监测仪本体，所述姿态监测仪本体包括处理模块、姿态监测模块、无线通信模块与电源模块，所述处理模块分别与姿态监测模块、无线通信模块和电源模块电性连接，所述处理模块包括控制器、处理器与存储模块，所述控制器分别与处理器和存储模块电性连接；
7.所述姿态监测模块由倾倒监测模块与运动姿态测量模块构成，所述倾倒监测模块包括陀螺仪传感器、重力传感器与高度传感器，所述运动姿态测量模块包括pcr雷达传感器与位移传感器，所述陀螺仪传感器、重力传感器、高度传感器、pcr雷达传感器和位移传感器分别与处理器信号连接。
8.作为本实用新型一种姿态监测仪优选的，所述姿态监测仪本体还包括时钟模块、报警模块、按键模块、指示灯模块、gps模块与gsm模块，所述时钟模块、报警模块、按键模块、指示灯模块、gps模块和gsm模块分别与控制器电性连接。
9.作为本实用新型一种姿态监测仪优选的，所述姿态监测仪本体还包括设备壳体，所述设备壳体上设有按键面板、指示灯与报警器，所述按键面板、指示灯与报警器分别与按
键模块、指示灯模块、报警模块电性连接。
10.作为本实用新型一种姿态监测仪优选的，所述按键面板上还设有时间显示屏，所述时间显示屏与时钟模块电性连接。
11.作为本实用新型一种姿态监测仪优选的，所述设备壳体两侧连接有固定绑带，且所述设备壳体底部表面连接有软质防护垫。
12.作为本实用新型一种姿态监测仪优选的，所述控制器采用stm32系列的控制器，所述处理器采用cc2530处理器。
13.作为本实用新型一种姿态监测仪优选的，所述无线通信模块采用nb-iot无线通信，且采用微型太阳能电池板供电。
14.作为本实用新型一种姿态监测仪优选的，所述电源模块包括充电模块、电源输入模块与稳压模块，所述电源输入模块分别与充电模块、稳压模块电性连接，且所述稳压模块的输出端分别与处理模块、姿态监测模块和无线通信模块电性连接。
15.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
16.1、通过设置的倾倒监测模块，陀螺仪传感器与重力传感器用于监测设备的三轴加速度信息和三向角速度信息，高度传感器用于检测设备高度变化的信息，并发送至处理模块进行处理，处理模块通过加速度和角速度的组合计算，可得到设备姿态偏转角度、角速度和三向振动频率等姿态信息，再配合设备高度变化的数值，能够监测是否符合倾倒特征，从而能够监测到设备倾倒的姿态，通过设置的运动姿态测量模块，在设备倾倒后，通过pcr雷达传感器，可以识别物体材质，通过分析接收到的目标回波特性，提取并发现目标的位置、形状、运动特性和运动轨迹，通过位移传感器可以精确测距，实时监测设备的姿态，给维护人员提供了参考依据；
17.2、通过设置的时钟模块，可以显示时间以及记录设备倾倒的时间，便于倾倒后给维护人员提供参考，在设备倾倒出现意外时，通过gps模块记录设备倾倒的位置，通过gsm模块向指定手机发送报警信号，并通过报警模块发出声音报警，能够提醒人们，便于维修人员确定发生倾倒故障的时间和地点，能够快速进行抢修；
18.3、通过在设备壳体两侧连接有固定绑带，方便将姿态监测仪固定在设备上，通过设置的时间显示屏，方便查看时间，提升了姿态监测仪的便利性。
附图说明
19.附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：
20.图1为本实用新型整体的原理框图；
21.图2为本实用新型中姿态监测模块的原理框图；
22.图3为本实用新型中姿态监测仪本体的控制框图；
23.图4为本实用新型中设备壳体的结构示意图；
24.图中：
25.10、设备壳体；11、按键面板；111、时间显示屏；12、指示灯；13、报警器；14、固定绑带；15、软质防护垫。
具体实施方式
26.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
27.如图1所示；
28.一种姿态监测仪，包括姿态监测仪本体，所述姿态监测仪本体包括处理模块、姿态监测模块、无线通信模块与电源模块，处理模块分别与姿态监测模块、无线通信模块和电源模块电性连接，处理模块包括控制器、处理器与存储模块，控制器分别与处理器和存储模块电性连接。
29.在本实施方案中：通过姿态监测模块监测设备倾倒的姿态，通过处理模块对监测的信息进行分析与处理，判断设备是否处于危险姿态，并及时给维护人员提供了参考依据，通过无线通信模块与外部网络进行通讯连接，通过电源模块给设备提供稳定的电源。
30.需要说明的是：控制器采用stm32系列的控制器，处理器采用cc2530处理器，存储模块与控制器、处理器通信连接，用于存储诸如软件程序和虚拟参数等数字信息，无线通信模块采用nb-iot无线通信，且采用微型太阳能电池板供电，提供了良好的无线通信连接。
31.进一步而言：电源模块包括充电模块、电源输入模块与稳压模块，电源输入模块分别与充电模块、稳压模块电性连接，且稳压模块的输出端分别与处理模块、姿态监测模块和无线通信模块电性连接。
32.在本实施方案中：通过充电模块给电源进行充电，然后电源通过电源输入模块进行降压后输入稳压模块，稳压模块采用型号为lp5907mfx-3.3和型号为tj4230gdp-3.3v的低压差线性稳压器实现，其无需噪声旁路电容便可提供出色的噪声性能，并且支持远距离安置输出电容，稳定性强。
33.基于现有的姿态监测仪，通过倾倒监测模块与运动姿态测量模块，能够监测到设备倾倒的姿态，可以精确测距、可以识别物体材质，通过分析接收到的目标回波特性，提取并发现目标的位置、形状、运动特性和运动轨迹，推断目标和环境的特征，实时监测设备的姿态，给维护人员提供了参考依据，通过时钟模块，可以显示时间以及记录设备倾倒的时间，在设备倾倒出现意外时，通过gsm模块向指定手机发送报警信号，并通过报警模块发出声音报警，能够提醒人们，便于维修人员确定发生倾倒故障的时间和地点，能够快速进行抢修。
34.如图1-图4所示；
35.结合上述内容，姿态监测模块由倾倒监测模块与运动姿态测量模块构成，倾倒监测模块包括陀螺仪传感器、重力传感器与高度传感器，运动姿态测量模块包括pcr雷达传感器与位移传感器，陀螺仪传感器、重力传感器、高度传感器、pcr雷达传感器和位移传感器分别与处理器信号连接。
36.在本实施方案中：通过设置的倾倒监测模块，陀螺仪传感器与重力传感器用于监测设备的三轴加速度信息和三向角速度信息，高度传感器用于检测设备高度变化的信息，并发送至处理模块进行处理，处理模块通过加速度和角速度的组合计算，可得到设备姿态偏转角度、角速度和三向振动频率等姿态信息，再配合设备高度变化的数值，能够监测是否
符合倾倒特征，从而能够监测到设备倾倒的姿态，通过设置的运动姿态测量模块，在设备倾倒后，通过pcr雷达传感器，可以识别物体材质，通过分析接收到的目标回波特性，提取并发现目标的位置、形状、运动特性和运动轨迹，通过位移传感器可以精确测距，实时监测设备的姿态，给维护人员提供了参考依据。
37.需要说明的是：pcr雷达传感器是一款片上集成天线的毫米波雷达传感器，频率属于国际通用ism频段，并且将脉冲雷达低功耗的优势与高准确度的相干雷达相结合，成为一款低功耗、低成本、小体积的毫米波雷达，抗环境干扰能力强、性能稳定可靠。
38.进一步而言：姿态监测仪本体还包括时钟模块、报警模块、按键模块、指示灯模块、gps模块与gsm模块，时钟模块、报警模块、按键模块、指示灯模块、gps模块和gsm模块分别与控制器电性连接。
39.在本实施方案中：通过设置的时钟模块，可以显示时间以及记录设备倾倒的时间，便于倾倒后给维护人员提供参考，在设备倾倒出现意外时，通过gps模块记录设备倾倒的位置，通过gsm模块向指定手机发送报警信号，并通过报警模块发出声音报警，能够提醒人们，便于维修人员确定发生倾倒故障的时间和地点，有利于检修工作。
40.更进一步而言：姿态监测仪本体还包括设备壳体10，设备壳体10上设有按键面板11、指示灯12与报警器13，按键面板11、指示灯12与报警器13分别与按键模块、指示灯模块、报警模块电性连接。
41.在本实施方案中：通过按键面板11上按键可以调节与设置姿态监测仪本体，当报警模块发出报警时，指示灯12进行闪烁并且报警器13发出声音报警。
42.需要说明的是：按键面板11上还设有时间显示屏111，时间显示屏111与时钟模块电性连接，方便查看时间。
43.应当理解的是：设备壳体10两侧连接有固定绑带14，且设备壳体10底部表面连接有软质防护垫15，方便将姿态监测仪固定在设备上，具有防护作用。
44.最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，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。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。