一种输电线舞动数据采集微功耗远传系统及方法与流程

本发明属于输电线监测，尤其涉及一种输电线舞动数据采集微功耗远传系统及方法。

背景技术：

1、本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

2、输电线路往往需跨越多种复杂气象条件区域，多种自然环境与气象荷载对线路安全稳定性构成极大的威胁。在正常工作的输电线路导线中不仅受到牵引力的作用，还有自身的重量，及暴风、暴雨、暴雪等极端恶劣天气的影响，并且常年累积下来雨水侵蚀，也会对输电线路导线主体造成影响。在偏远山区中，如河床地带、沙漠地带和山坡险峻地带等地质破坏度极高的区域，长时间运行的输电线路导线牵引受力不平衡，而输电线路导线基本上采用架空线路，在配合着自然灾害，对输电线路导线的危害就会非常明显，因此输电线路导线的实时运行状况更要确保安全可靠。在多种荷载的共同作用下，导线舞动会造成输电导线整体或局部会发生舞动，舞动会导致塔材疲劳破坏、螺栓孔撕裂、节点螺栓松动甚至脱落，降低了导线承载性能，轻则导致导线局部损坏，重则导致导线整体倾覆。而这些情况的发生都是渐变的，是能够通过舞动监测进行故障排查和预警，因此对导线舞动进行有效的监测就非常有必要了。目前针对输电导线的监测缺少有效的、高性价比、部署灵活的监测手段，目前现有在线监测方式又存在投资规模大、部署难度大、维护成本高、供电可靠性差以及通信问题。而且对于单一获取的输电线的舞动参数，由于传感器的测量数据存在一定的误差，导致用于后续输电线舞动分析不准确的问题。

技术实现思路

1、为克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种输电线舞动数据采集微功耗远传系统及方法，通过加速度和角速度传感器、主控单元、nb-iot模块和rfid模块构成低功耗的舞动远传系统，通过nb-iot模块将监测数据进行远传，通过rfid模块将监测数据本地传输。对于获取的加速度舞动数据和角度舞动数据利用卡尔滤波法进行融合，降低了传感器所采集数据的误差，提高后续对于输电线舞动数据分析的准确性。

2、为实现上述目的，本发明的第一个方面提供一种输电线舞动数据采集微功耗远传系统，其特征在于，包括：

3、加速度和角速度传感器，用于采集输电线的舞动数据，并发送给主控单元；

4、主控单元，用于实时接收加速度和角速度传感器所采集的舞动数据，并基于卡尔滤波法将采集的加速度舞动数据和角速度舞动数据进行融合形成监测数据；

5、nb-iot模块，用于将主控单元的监测数据上传至云端；

6、rfid模块，用于将主主控单元的监测数据传输给本地移动终端。

7、本发明的第二个方面提供一种输电线舞动数据采集微功耗远传方法，包括：

8、获取输电线的加速度舞动数据和角度舞动数据；

9、利用卡尔滤波法将获取的加速度舞动数据和角速度舞动数据进行融合形成监测数据；

10、基于nb-iot通信将所述监测数据进行远传，基于rfid通信将所述监测数据本地传输。

11、本发明的第三个方面提供一种计算机设备，包括：处理器、存储器和总线，所述存储器存储有所述处理器可执行的机器可读指令，当计算机设备运行时，所述处理器与所述存储器之间通过总线通信，所述机器可读指令被所述处理器执行时执行一种输电线舞动数据采集微功耗远传方法。

12、本发明的第四个方面提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器运行时执行一种输电线舞动数据采集微功耗远传方法。

13、以上一个或多个技术方案存在以下有益效果：

14、在本发明中，通过加速度和角速度传感器、主控单元、nb-iot模块和rfid模块构成低功耗的舞动远传系统，通过nb-iot模块将监测数据进行远传，通过rfid模块将监测数据本地传输。对于获取的加速度舞动数据和角度舞动数据利用卡尔滤波法进行融合，降低了传感器所采集数据的误差，提高后续对于输电线舞动数据分析的准确性。

15、本发明附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

技术特征：

1.一种输电线舞动数据采集微功耗远传系统，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述一种输电线舞动数据采集微功耗远传系统，其特征在于，在所述主控单元中，基于卡尔滤波法将采集的加速度舞动数据和角速度舞动数据进行融合形成监测数据，具体为：

3.如权利要求1所述一种输电线舞动数据采集微功耗远传系统，其特征在于，若加速度和角速度传感器采集的数据达到设定数量或达到设定时间时，判断nb-iot模块是否在线，若nb-iot模块在线，则将主控单元缓冲区的数据发送至云平台。

4.如权利要求1所述一种输电线舞动数据采集微功耗远传系统，其特征在于，若需要rfid模块通信时，激活播报rfid模块id编码建立通信连接，完成命令交互；当通信结束时，释放rfid通信通道，恢复定时播报实物id编码状态。

5.如权利要求1所述一种输电线舞动数据采集微功耗远传系统，其特征在于，所述加速度和角速度传感器利用访问iic总线的通信方式与主控单元双向通信。

6.如权利要求1所述一种输电线舞动数据采集微功耗远传系统，其特征在于，表征输电线舞动的参数包括振幅、频率和加速度。

7.如权利要求1所述一种输电线舞动数据采集微功耗远传系统，其特征在于，还包括电源模块，所述电源模块与所述主控单元连接，所述电源模块为所述主控单元进行供电。

8.一种输电线舞动数据采集微功耗远传方法，其特征在于，包括：

9.一种计算机设备，其特征在于，包括：处理器、存储器和总线，所述存储器存储有所述处理器可执行的机器可读指令，当计算机设备运行时，所述处理器与所述存储器之间通过总线通信，所述机器可读指令被所述处理器执行时执行如权利要求8所述的一种输电线舞动数据采集微功耗远传方法。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器运行时执行如权利要求8所述的一种输电线舞动数据采集微功耗远传方法。

技术总结
本发明提出了一种输电线舞动数据采集微功耗远传系统及方法，通过加速度和角速度传感器、主控单元、NB‑IOT模块和RFID模块构成低功耗的舞动远传系统，通过NB‑IOT模块将监测数据进行远传，通过RFID模块将监测数据本地传输。对于获取的加速度舞动数据和角度舞动数据利用卡尔滤波法进行融合，降低了传感器所采集数据的误差，提高后续对于输电线舞动数据分析的准确性。

技术研发人员：魏振,杨咏新,韩麟,林文辉,李仪佳,毕建鑫,王澎,韩兴臣,赵祥君,陈方,陈明礼
受保护的技术使用者：国网山东省电力公司青岛供电公司
技术研发日：
技术公布日：2024/10/21