CN103335676A - 一种基于红外声波混合测距的新型电缆检测信息采集系统 - Google Patents

Abstract

电缆检测信息采集系统，将ARM板作为主设备板，在设备上外接检测模块，通信模块，ARM板获得检测模块的信息并进行处理之后，通过通信模块将接收到的数据传输到后台服务器中；服务器可将接收到的数据实时显示到页面或手持终端上，工作人员可设置需要记录的温度值，当温度到达工作人员设定的温度时，将该时间点内服务器接收到的温度、拉力、弧垂写入数据库中，以便后续查询，检测电缆信息的方法，利用电缆检测检测信息采集系统，将电缆信息从检测采集到上传后台服务器，分为两个过程：采集过程，后台处理过程。

Description

一种基于红外声波混合测距的新型电缆检测信息采集系统

技术领域

本发明涉及电线电缆检测领域。

技术背景：

电线电缆是指用于电力、通信及相关传输用途的材料，在工业生产及社会生活中已经是必不可少。电缆有电力电缆、控制电缆、补偿电缆、高温电缆、计算机电缆、信号电缆等分类。在检测电力电缆信息的过程中，需要检测其在通电状态时，每升高一定温度导线的拉力的减少量以及导线的弧垂的加大。

目前的检测方式采用人工测量的方式，即根据温度计的数值使用专门的尺进行弧垂的测量，同时观察测力计上的读数。该方式有以下缺点：第一，在通电过程中人工测量较为危险，容易造成事故；第二，弧垂、温度、拉力靠人工肉眼识别，所记录的数据极易产生误差；第三，依照上述方式，至少需要三个工人实时进行记录，耗费人工极大。

因此，对于检测通电电缆弧垂、拉力和温度数据并将之存储，以便于查询和管理是本领域技术人员需要关注的热点问题。

发明内容：

发明目的：为解决人工检测电缆弧垂、拉力和温度的繁琐问题。

技术方案：

本发明中的相关术语定义及缩略词：

ARM：一种体积小、低功耗、低成本、高性能的处理器，广泛地使用在许多嵌入式系统设计。

导线的弧垂：弧垂是指在平坦地面上，相邻两基电杆上导线悬挂高度相同时，导线最低点与两悬挂点间连线的垂直距离。

Zigbee：Zigbee是基于IEEE802.15.4标准的低功耗局域网协议。根据这个协议规定的技术是一种短距离、低功耗的无线通信技术。其特点是近距离、低复杂度、自组织、低功耗、低数据速率、低成本。主要适合用于自动控制和远程控制领域，可以嵌入各种设备。

电缆检测信息采集系统，将ARM板作为主设备板，在设备上外接检测模块，通信模块，ARM板获得检测模块的信息并进行处理之后，通过通信模块将接收到的数据传输到后台服务器中；服务器可将接收到的数据实时显示到页面或手持终端上，工作人员可设置需要记录的温度值，当温度到达工作人员设定的温度时，将该时间点内服务器接收到的温度、拉力、弧垂写入数据库中，以便后续查询。

检测模块包括超声波测距模块、激光测距模块、温度传感器模块、拉力传感器模块。

一种检测电缆信息的方法，利用电缆检测检测信息采集系统，将电缆信息从检测采集到上传后台服务器，

A：采集过程

a、采用激光测距模块和超声波测距模块进行混合测距；

b、使用温度传感器模块、测力传感器模块进行温度和拉力的测量；

c、ARM板接收到数据后，将数据传给服务器；

B：后台处理过程，服务器接受到数据后，对数据进行处理。

采用激光测距模块和超声波测距模块进行混合测距，使用超声波测距模块进行测量距离，测量出线缆高度，同时使用激光测距模块测量距离，比较两者测量所得距离是否相同，

A、若是相同，则该距离为线缆目前高度，并且无需对两个测距模块进行任意更改；

B、如果激光测距模块测量数据大于超声波测距模块，则对激光测距模块进行15°角内的自动调整，并同时判断有无距离与超声波测距模块相同：

a、若是有相同，则相同数据即为所需数据，并且在计算高度时需带上角度进行计算，

b、若是没有相同，则超声波模块可能受到干扰产生误差，则自动选择15°以内的最小距离作为所需距离。

使用温度传感器模块、测力传感器模块进行温度和拉力的测量，将测量得到的传感数据传入ARM板中的方式为Zigbee方式。

服务器接受到数据后，对数据进行处理，

A、数据传到后台服务器后，服务器将接收到的数据传入一个临时文件中。页面和手持终端访问服务器，服务器根据该临时文件所得数据，在页面或手持终端绘制实时动态信息图；

B、工作人员可以设置需要记录的温度值，在电缆达到相应温度时，将实时温度、弧垂、拉力录入后台数据库中，工作人员也可以设置弧垂、拉力的合格值，若不合格则也记入数据库并提示工作人员。

有益效果：

1、本发明利用超声波测距模块、激光测距模块、温度传感器、拉力传感器来采集数据，提高了工作效率，减少检测误差，节约成本。

2、本发明将检测数据进行保存，代替了人工记录的方式，方便以后的分析、查询和管理。

附图说明

图1系统整体架构图

图2实时动态信息图

具体实施方式

本发明提出了一种新型电缆检测信息采集系统。系统整体架构如图1所示，该系统将ARM板作为主设备，并在设备上外接检测模块，通信模块。检测模块用于检测电缆当前信息(弧垂、拉力、温度等)，包括超声波测距模块、激光测距模块、温度传感器模块以及拉力传感器模块；ARM板获得检测模块的信息并进行处理之后，通过通信模块将接收到的数据传输到后台服务器中；服务器可将接收到的数据实时显示到页面或手持终端上，工作人员可设置需要记录的温度值，当温度到达工作人员设定的温度时，将该时间点内服务器接收到的温度、拉力、弧垂写入数据库中，以便后续查询。

下面具体介绍本发明的内容：

一、采集过程

1、采用激光测距模块和超声波测距模块进行混合测距。

超声波测距模块的探测范围为2cm～450cm的一个弧形范围，精度为0.2cm，感应角度为15°，可以布置在地面上测量线缆到地面的距离。但是它的工作原理为一碰到障碍返回超声波，即开始计算障碍离地面的距离，外加它的感应角度为15°，导致容易出现人为的走动而引起误差。

激光测距模块的探测范围为30cm～6000cm的一束光束，精度为2mm，也可以布置在地面上测量线缆到地面的距离。但是由于它的工作原理是发射出一束光束，测距目标又是线缆，很有可能出现光束没有射到线缆上，从而引起误差。

现将两种测距模块进行结合，实现混合测距。具体方案是在线缆架好以后，使用超声波测距模块进行测量距离，测量出线缆高度，同时使用激光测距模块测量距离，比较两者测量所得距离是否相同。若是相同，则该距离为线缆目前高度，并且无需对两个测距模块进行任意更改；如果激光测距模块测量数据大于超声波测距模块，则对激光测距模块进行15°角内的自动调整，并同时判断有无距离与超声波测距模块相同：若是有相同，则相同数据即为所需数据，并且在计算高度时需带上角度进行计算，若是没有相同，则超声波模块可能受到干扰产生误差，则自动选择15°以内的最小距离作为所需距离；由于激光测距模块测量误差大于线缆高度，而超声波测距模块测量误差小于线缆高度，故不可能出现激光测距模块测量数据小于超声波测距模块测量数据。

获得距离后，开始进行测量时，可以算得弧垂值，并将该弧垂值传入ARM板中。

2、使用温度传感器模块、测力传感器模块进行温度和拉力的测量。

由于电线电缆通电后温度升高，若是测得的数据通过数据线如以太网或串口传给ARM板，则有可能会对数据线有所损害和干扰。本系统采用Zigbee方式将传感器数据传入ARM板中。

3、ARM板接收到数据后，将数据(弧垂、温度、拉力)传给服务器。

二、后台处理过程

1、数据传到后台服务器后，服务器将接收到的数据传入一个临时文件中。页面和手持终端访问服务器，服务器根据该临时文件所得数据，在页面或手持终端绘制实时动态信息图，具体图如图2所示。

2、工作人员可以设置需要记录的温度值，在电缆达到相应温度时，将实时温度、弧垂、拉力录入后台数据库中。工作人员也可以设置弧垂、拉力的合格值，若不合格则也记入数据库并提示工作人员。

本行业的技术人员应了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内，本发明要求保护范围由所附的权利要求书其等效物界定。

Claims (6)

1.一种电缆检测信息采集系统，其特征在于，将ARM板作为主设备板，在设备上外接电缆检测模块，通信模块，ARM板获得电缆检测模块的信息并进行处理之后，通过通信模块将接收到的数据传输到后台服务器中；服务器可将接收到的数据实时显示到页面或手持终端上，工作人员可设置需要记录的温度值，当温度到达工作人员设定的温度时，将该时间点内服务器接收到的温度、拉力、弧垂写入数据库中，以便后续查询。

2.根据权利要求1所述的电缆检测信息采集系统，其特征在于，检测模块包括超声波测距模块、激光测距模块、温度传感器模块、拉力传感器模块。

3.一种检测电缆信息的方法，其特征在于，利用权利要求1或2所述的电缆检测检测信息采集系统，将电缆信息从检测采集到上传后台服务器，

A：采集过程

a、采用激光测距模块和超声波测距模块进行混合测距；

b、使用温度传感器模块、测力传感器模块进行温度和拉力的测量；

c、ARM板接收到数据后，将数据传给服务器；

B：后台处理过程，服务器接受到数据后，对数据进行处理。

4.根据权利要求3所述的检测电缆信息的方法，其特征在于，采用激光测距模块和超声波测距模块进行混合测距，使用超声波测距模块进行测量距离，测量出线缆高度，同时使用激光测距模块测量距离，比较两者测量所得距离是否相同，

A、若是相同，则该距离为线缆目前高度，并且无需对两个测距模块进行任意更改；

B、如果激光测距模块测量数据大于超声波测距模块，则对激光测距模块进行15°角内的自动调整，并同时判断有无距离与超声波测距模块相同：

a、若是有相同，则相同数据即为所需数据，并且在计算高度时需带上角度进行计算，

b、若是没有相同，则超声波模块可能受到干扰产生误差，则自动选择15°以内的最小距离作为所需距离。

5.根据权利要求3或4所述的检测电缆信息的方法，其特征在于，使用温度传感器模块、测力传感器模块进行温度和拉力的测量，将测量得到的传感数据传入ARM板中的方式为Zigbee方式。

6.根据权利要求3或4所述的检测电缆信息的方法，其特征在于，服务器接受到数据后，对数据进行处理，

A、数据传到后台服务器后，服务器将接收到的数据传入一个临时文件中。页面和手持终端访问服务器，服务器根据该临时文件所得数据，在页面或手持终端绘制实时动态信息图；

B、工作人员可以设置需要记录的温度值，在电缆达到相应温度时，将实时温度、弧垂、拉力录入后台数据库中，工作人员也可以设置弧垂、拉力的合格值，若不合格则也记入数据库并提示工作人员。

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