一种通信塔的稳定性监测方法及系统
阅读说明：本技术 一种通信塔的稳定性监测方法及系统 (Stability monitoring method and system for communication tower ) 是由 罗明凌 林兴武 于 2021-08-30 设计创作，主要内容包括：本发明涉及通信技术领域,公开了一种通信塔的稳定性监测方法及系统,包括以下步骤：S1.通过倾角传感器获取轴线和铅锤线之间的夹角变量信息；S2.将所述夹角变量信息发送至CAN总线；S3.通过CAN总线将夹角变量信息发总给控制模块；S4.控制模块对夹角变量信息进行处理,判断夹角变量信息是否发生变化,如果是,通过GPRS无线网络发送给服务器并发生预警,如果否,通过GPRS无线网络发送给服务器进行夹角变量信息存储和更新。本发明用于及时准确地掌握野外偏远山区通信塔的塔基失稳情况,预防和减少事故的发生,提高电力系统的安全性。(The invention relates to the technical field of communication, and discloses a method and a system for monitoring the stability of a communication tower, which comprises the following steps: s1, acquiring included angle variable information between an axis and a plumb line through a tilt angle sensor; s2, sending the included angle variable information to a CAN bus; s3, transmitting included angle variable information to a control module through a CAN bus; and S4, the control module processes the included angle variable information, judges whether the included angle variable information changes or not, sends the included angle variable information to the server through the GPRS wireless network and gives an early warning if the included angle variable information changes, and sends the included angle variable information to the server through the GPRS wireless network for storage and updating if the included angle variable information does not change. The method is used for timely and accurately mastering the instability condition of the tower footing of the communication tower in the field remote mountain area, preventing and reducing accidents and improving the safety of a power system.)
技术领域
本发明涉及通信技术领域，具体地说，是一种通信塔的稳定性监测方法及系统，用于及时准确地掌握野外偏远山区通信塔的塔基失稳情况，预防和减少事故的发生，提高电力系统的安全性。
背景技术
通信塔是电力部门输电线路的重要组成部分。由于我国地质条件的复杂性，受地形与线路的制约，部分通信塔不可避免地要建立在陡峭的山体自然边坡区域。与此同时，由于杆塔本身受到的风、雪、覆冰等破坏作用，导致塔基周围地质长期受雨水浸泡对高压线塔塔基的稳定性造成了极大的威胁。目前我国除了青藏线等高海拔地区的部分线路之外，其他多数电力线路均未进行通信塔的稳定性监测。而仅依靠常规的人工巡检，既消耗了大量的人力成本，又无法保证及时准确地掌握野外偏远山区通信塔的塔基失稳情况。因此，迫切需要建立远程无人值守的通信塔塔基稳定性无线监测系统，以预防和减少事故的发生，提高电力系统的安全性。
为了解决现在的通信塔基边坡稳定性的远程监测所存在的问题，本发明提供了一种通信塔的稳定性监测方法，能够对塔基边坡的稳定性进行全方位的实时无线监测,并将岩土形变数据及时快速上报至监控中心，为电力部门进行安全维护决策以及建立后续的塔基稳定性专家预报系统提供依据。
发明内容
本发明的目的在于提供一种通信塔的稳定性监测方法及系统，用于及时准确地掌握野外偏远山区通信塔的塔基失稳情况，预防和减少事故的发生，提高电力系统的安全性。
本发明通过下述技术方案实现：一种通信塔的稳定性监测方法，包括以下步骤：
步骤S1.通过倾角传感器获取轴线和铅锤线之间的夹角变量信息；
步骤S2.将所述夹角变量信息发送至CAN总线；
步骤S3.通过CAN总线将夹角变量信息发总给控制模块；
步骤S4.控制模块对夹角变量信息进行处理，判断夹角变量信息是否发生变化，如果是，通过GPRS无线网络发送给服务器并发生预警，如果否，通过GPRS无线网络发送给服务器进行夹角变量信息存储和更新。
将多个倾角传感器埋入通信塔下不同深度的岩土中，当岩土产生形变时，传感器能够将轴线与铅垂线之间的夹角变量通过CAN总线传送给架设在高压线塔上的控制模块，控制模块收到信息后加以处理，并通过GPRS无线网络发送给服务器。服务器基于Web网络技术，采用B/S与C/S相结合的体系结构，实现对监测数据管理和预警。
为了更好地实现本发明，进一步地，使用螺旋钻探法将倾角传感器对称安装在通信塔塔基底部的岩土中。
在本技术方案中，许多工业用途都需要一种精确的水平基准参考，在本技术方案中，使用螺旋钻探法的钻探深度可达40米，对人员健康安全和地面环境的影响较小，钻进过程无需添加其他杂质，更有利于通信塔塔基底部的有机物土壤的采集，可以采集到多类型的样品包括土工试验样品，用于通信塔的倾角传感器安装效果会更加的好，螺旋钻探法可以在钻杆空心部分完成钻探和倾角传感器的安装，避免钻孔的坍塌，也不需要泥浆护壁，避免了泥浆对土壤样品的污染，适用于通信塔塔基底部的有机物土壤样品的钻探。
为了更好地实现本发明，进一步地，倾角传感器包括高精度硅微式倾角传感器和全温补超高精度双轴倾角传感器。
高精度硅微式倾角传感器基于先进的MEMS制造技术，抗干扰能力强、灵敏度高、温漂极等特点，测量范围为±1，分辨率可达0.001%，全温补超高精度双轴倾角传感器选用AVT2000T，它的分辨率为0.0005°，精度为0.001°，温漂为0.0005°/℃，用于测量和工程作业方面以及重物质层面的精确的水平基准参考。
为了更好地实现本发明，进一步地，将夹角变量信息釆集单元的接口与CAN总线的通信接口连接，组成通信网络。
在本技术方案中，CAN总线的传输可靠，实时性高，传输距离远，传输速率快，所以将夹角变量信息釆集单元与CAN总线连接能够通过简单的结构连接达到更好的传输效果，减轻CPU的负担，具有极高的性价比。
为了更好地实现本发明，进一步地，基于TCP和UCP协议将夹角变量信息发总给控制模块。
在本技术方案中，TCP和UCP协议可以直接将夹角变量信息传输给控制模块，将串口上的夹角变量原始数据转换成TCP和UCP协议数据包进行传送，能够避免因通信塔信号造成的重启等故障。
为了更好地实现本发明，进一步地，步骤S4包括：
步骤S4.1.将控制模块初始化；
步骤S4.2.判断控制模块初始化是否成功，如果是，进入步骤S4.3，如果否，返回步骤S4.1；
步骤S4.3.与服务器建立GPRS连接，判断是否连接成功，如果是，进入步骤S4.4，如果否，返回步骤S4.2；
步骤S4.4.将夹角变量信息发送至信息釆集单元，判断是否发送成功，如果是，结束发送，如果否，返回步骤S4.3。
在本技术方案中，基于TCP和UCP协议将控制模块初始化，通过GPRS对通信塔的塔基倾斜数据的实时监控，极大降低了人工巡视的人力成本，提高了监测和管理效率。
为了更好地实现本发明，进一步地，基于B/S与C/S相结合的Web网络技术进行夹角变量信息存储和更新。
为了更好地实现本发明，进一步地，本发明还提供了一种通信塔的稳定性监测系统，包括包括倾角传感器模块、CAN总线传输模块、控制模块、GPRS无线网络模块、服务器和预警模块，其中：
倾角传感器模块，用于获取轴线和铅锤线之间的夹角变量信息，并将夹角变量信息传送给CAN总线传输模块；
CAN总线传输模块，用于接收夹角变量信息，并将夹角变量信息发送给控制模块；
控制模块，用于对夹角变量信息进行处理和判断并通过GPRS无线网络将夹角变量信息传输至服务器；
服务器，用于接收通过GPRS无线网络发送的夹角变量信息进行存储和更新，将有变化的夹角变量信息发送至预警模块；
预警模块，用于接收到有变化的夹角变量信息并发出预警。
在本技术方案中，随着我国智能电网建设的不断发展，输电线路的稳定性监测系统已经成为电力部门提升输电线路精益化管理水平的重要技术手段。同时，以倾角传感器为基础的 监测预警系统在工业或民用建筑的变形、倾斜等其他方面也有较好的应用前景。
本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：
（1）能够及时准确地掌握野外偏远山区通信塔的塔基失稳情况；
（2）能够预防和减少事故的发生，提高电力系统的安全性。
附图说明
本发明结合下面附图和实施例做进一步说明，本发明所有构思创新应视为所公开内容和本发明保护范围。
图1为本发明提供的一种通信塔的稳定性监测方法的流程图。
图2为本发明提供的一种通信塔的稳定性监测系统的结构示意图。
其中：10、倾角传感器模块；11、CAN总线传输模块；12、控制模块；13、GPRS无线网络模块；14、服务器；15、预警模块。
具体实施方式
实施例1：
本实施例的一种通信塔的稳定性监测方法，如图1所示，在本实施例中，现场监测终端主要包括倾角传感器、控制模块、GPRS无线网络、CAN总线4部分。将多个倾斜传感器埋入不同深度的岩土中，当岩土产生形变时，传感器能够将轴线与铅垂线之间的夹角变量信息通过CAN总线传送给架设在通信塔塔上的控制模块里，控制模块接受到夹角变量信息后进行处理，并通过GPRS无线网络发送给服务器。且本方法的供电可以釆用太阳能电池板与大容量蓄电池组成的供电系统提供电源。
实施例2：
本实施例在实施例1的基础上做进一步优化，因为通信塔边坡崩滑速度较慢、对测量精度要求较高等，本实施例采用螺旋钻探法来实现对岩土的多层次实时监测，本实施例的其他部分与实施例1相同，故不再赘述。
实施例3：
本实施例在上述实施例1的基础上做进一步优化，高精度硅微式倾角传感器基于先进的MEMS制造技术，抗干扰能力强、灵敏度高、温漂极等特点，测量范围为±1，分辨率可达0.001%，全温补超高精度双轴倾角传感器选用AVT2000T，它的分辨率为0.0005°，精度为0.001°，温漂为0.0005°/℃，用于测量和工程作业方面以及重物质层面的精确的水平基准参考，本实施例的其他部分与上述实施例1或2相同，故不再赘述。
实施例4：
本实施例在上述实施例1的基础上做进一步优化，CAN总线的传输可靠，实时性高，传输距离远，传输速率快，所以将夹角变量信息釆集单元与CAN总线连接能够通过简单的结构连接达到更好的传输效果，减轻CPU的负担，具有极高的性价比，本实施例的其他部分与上述实施例1-3任一项相同，故不再赘述。
实施例5：
本实施例在上述实施例1-4任一项基础上做进一步优化，TCP和UCP协议可以直接将夹角变量信息传输给控制模块，将串口上的夹角变量原始数据转换成TCP和UCP协议数据包进行传送，能够避免因通信塔信号造成的重启等故障，本实施例的其他部分与上述实施例1-4任一项相同，故不再赘述。
实施例6：
本实施例在上述实施例1-5任一项基础上做进一步优化，基于TCP和UCP协议将控制模块初始化，通过GPRS对通信塔的塔基倾斜数据的实时监控，极大降低了人工巡视的人力成本，提高了监测和管理效率。
实施例7：
本实施例在上述实施例1-6任一项基础上做进一步优化，本实施例中的服务器基于Web网络技术，采用B/S与C/S相结合的体系结构，实现对监测数据管理和预警。
实施例8：
本实施例在上述实施例1-7的基础上还提供了一种通信塔的稳定性监测系统，如图2所示，监测系统主要由倾角传感器模块10、CAN总线传输模块11、控制模块12、GPRS无线网络模块13、服务器14和预警模块15组成。将多个倾角传感器模块对称埋入不同深度的岩土中，当岩土产生形变时，倾角传感器能够将轴线与铅垂线之间的夹角变量通过、CAN总线传输模块11传送给控制模块12，控制模块12收到夹角变量信息后通过GPRS无线网络模块13发送给服务器14。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。
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