CN105334811A - 基于ZigBee网络的电力线路杆塔无线监控方法 - Google Patents

基于ZigBee网络的电力线路杆塔无线监控方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于ZigBee网络的电力线路杆塔无线监控方法,包括以下步骤:步骤一,现场数据检测:采用温湿度传感器、风力传感器、倾斜度传感器、杆塔接地线电流传感器、摄像头和烟雾传感器分别对电力线路杆塔布设现场的参数进行检测;步骤二,现场数据采集与传输:采用数据采集终端对检测到的现场数据进行采集;然后经ZigBee无线网络传输给现场控制终端;步骤三,数据接收与报警信号远程传输;步骤四,报警信号处理及故障通知;步骤五,控制命令远程发送;步骤六,报警命令执行。本发明集3G无线网络和ZigBee无线网络通信于一体,能够及时、准确地掌握电力线路杆塔的运行状态,实现对电力线路杆塔的全面在线监控。

Description

基于ZigBee网络的电力线路杆塔无线监控方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种监控方法,尤其是涉及一种基于ZigBee网络的电力线路杆塔无线监控方法。
背景技术
[0002] 电能是现代工农业生产及人类日常生活不可或缺的能源。电力系统是由发电、变电、输电、配电和用电等环节组成的电能生产与消费系统,是现代社会中最重要、最庞杂的综合系统之一。这其中,输电线路又是电力传输网络的主要组成部分,它构成复杂密布的网络将电能传输到各个电力终端,如变压器等。由此,对输电线路的监控尤为重要,保证输电线路的正常运行时整个电网安全运行的前提和保障。随着电网容量的不断扩大,对输电线路的监测越来越困难,需要大量的人力,在这种情况下,输电线路的运行状态和故障隐患的不可知性与大电网安全稳定运行的矛盾日趋突出。
[0003]目前,对电力线路杆塔运行状态的检测一般依靠人工巡视的方法来进行,这种方法使得测量受主观因素影响较大,难以保证结果准确无误,同时也不能做到实时在线测量,因此不能及时发现电力线路杆塔上存在的安全隐患。
发明内容
[0004] 本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足,提供一种基于ZigBee网络的电力线路杆塔无线监控方法,能够及时、准确地掌握电力线路杆塔的运行状态,实现对电力线路杆塔的全面监控。
[0005] 为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案是:一种基于ZigBee网络的电力线路杆塔无线监控方法,其特征在于,包括以下步骤:
[0006] 步骤一,现场数据检测:采用温湿度传感器检测电力线路杆塔布设现场的温湿度;采用风力传感器检测所述现场的风力;采用倾斜度传感器检测所述电力线路杆塔的倾斜度;采用杆塔接地线电流传感器检测所述电力线路杆塔的接地电流;采用摄像头每隔5分钟拍摄一次所述现场的图像信息;采用烟雾传感器检测所述现场的烟雾浓度,以判断是否有火灾发生;所述温湿度传感器、风力传感器、摄像头和烟雾传感器均安装在所述电力线路杆塔的顶部,所述倾斜度传感器的数量为多个且多个所述倾斜度传感器均安装在所述电力线路杆塔的基座上,所述杆塔接地线电流传感器安装在所述电力线路杆塔的底部;
[0007] 步骤二,现场数据采集与传输:采用安装在所述电力线路杆塔上的数据采集终端对所述温湿度、风力、倾斜度、接地电流、图像信息和烟雾浓度进行采集;所述数据采集终端包括传感器接口模块、与所述传感器接口模块相接的数据处理模块和与所述数据处理模块相接的第二 ZigBee无线模块;数据采集过程如下:
[0008] 所述传感器接口模块接收所述温湿度、风力、倾斜度、接地电流、图像信息和烟雾浓度,并传送给所述数据处理模块;
[0009] 所述数据处理模块对所述温湿度、风力、倾斜度、接地电流、图像信息和烟雾浓度分别进行滤波、模数转换、数据压缩等处理,然后将压缩后的数据传送给所述第二 ZigBee无线模块;
[0010] 所述第二 ZigBee无线模块将所述压缩后的数据经调制后无线传输给现场控制终端;
[0011] 所述温湿度传感器、风力传感器、倾斜度传感器、杆塔接地线电流传感器、摄像头和烟雾传感器均与所述传感器接口模块;所述现场控制终端包括壳体、安装在所述壳体内的控制器以及分别与所述控制器相接的第一 ZigBee无线模块、3G模块和报警模块;所述现场控制终端布设在所述电力线路杆塔上,且每隔5根电力线路杆塔上布设一个所述现场控制终端;
[0012]步骤三,数据接收与报警信号远程传输:所述第一 ZigBee无线模块接收所述第二ZigBee无线模块经ZigBee无线通信网络发送来的数据,经解调后发送给所述控制器,所述控制器对所述数据中的温湿度信息、风力信息、倾斜度信息、接地电流信息、图像信息信息和烟雾浓度信息分别进行判断,若上述信息超过预先设定的阈值,则所述控制器发出报警信号,所述控制器通过所述3G模块经3G无线网络将所述报警信号传输给布设在远程监控中心的上位机;所述第一 ZigBee无线模块和第二 ZigBee无线模块通过ZigBee无线通信网络无线连接,所述上位机和3G模块通过所述3G无线网络无线连接;
[0013] 步骤四,报警信号处理及故障通知:所述上位机接收到所述报警信号后,自动运行预先设定的软件程序,并将程序运行结果在与所述上位机相接的显示器上显示出来,所述程序运行结果包括故障时间、故障地点和故障内容;然后上位机通过与其相接的短信发送模块以短信方式向巡检人员发送故障时间、故障地点和故障内容信息,以便所述巡检人员及时赶往故障现场;
[0014] 步骤五,控制命令远程发送:所述上位机根据所述程序运行结果产生报警控制命令,并将所述报警控制命令通过所述3G无线网络发送给所述3G模块,所述3G模块再将所述报警控制命令发送给所述控制器;
[0015] 步骤六,报警命令执行:所述控制器控制与其相接的报警模块工作,所述报警模块驱动与其相接的报警指示灯发光,以辅助所述巡检人员判断到底是哪根电力线路杆塔发生故障;所述报警指示灯安装在所述现场控制终端的壳体上,所述报警指示灯的数量为5个,且每个报警指示灯对应一根电力线路杆塔。
[0016] 上述基于ZigBee网络的电力线路杆塔无线监控方法,其特征是:所述数据采集终端对所述温湿度、风力、倾斜度、接地电流、图像信息和烟雾浓度的采集频率由所述上位机设定,且所述采样频率为0.2S、
[0017] 本发明与现有技术相比具有以下优点:
[0018] 1、采用ZigBee网络实现电力线路杆塔的远程无线监控,不但通信网络拓扑清晰,传输路径可控性较高,便于故障排查,而且ZigBee技术抗同频干扰能力强,有效解决了应用其它技术存在的野外电力线路杆塔覆盖区域大、使用有线监控网络成本高和施工维护困难的问题。
[0019] 2、采用能够支持视频通信(例如3G网络)的无线通讯技术,可实现真正意义上的远程视频在线监测。
[0020] 综上所述,本发明简单有效,集3G无线网络和ZigBee无线网络通信于一体,能够及时、准确地掌握电力线路杆塔的运行状态,实现对电力线路杆塔的全面在线监控。
[0021] 下面通过附图和实施例,对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
[0022] 图1为本发明的流程图。
具体实施方式
[0023] 如图1所示,本发明包括以下步骤:
[0024] 步骤一,现场数据检测:采用温湿度传感器检测电力线路杆塔布设现场的温湿度;采用风力传感器检测所述现场的风力;采用倾斜度传感器检测所述电力线路杆塔的倾斜度;采用杆塔接地线电流传感器检测所述电力线路杆塔的接地电流;采用摄像头每隔5分钟拍摄一次所述现场的图像信息;采用烟雾传感器检测所述现场的烟雾浓度,以判断是否有火灾发生;所述温湿度传感器、风力传感器、摄像头和烟雾传感器均安装在所述电力线路杆塔的顶部,所述倾斜度传感器的数量为多个且多个所述倾斜度传感器均安装在所述电力线路杆塔的基座上,所述杆塔接地线电流传感器安装在所述电力线路杆塔的底部;
[0025] 步骤二,现场数据采集与传输:采用安装在所述电力线路杆塔上的数据采集终端对所述温湿度、风力、倾斜度、接地电流、图像信息和烟雾浓度进行采集;所述数据采集终端包括传感器接口模块、与所述传感器接口模块相接的数据处理模块和与所述数据处理模块相接的第二 ZigBee无线模块;数据采集过程如下:
[0026] 所述传感器接口模块接收所述温湿度、风力、倾斜度、接地电流、图像信息和烟雾浓度,并传送给所述数据处理模块;
[0027] 所述数据处理模块对所述温湿度、风力、倾斜度、接地电流、图像信息和烟雾浓度分别进行滤波、模数转换、数据压缩等处理,然后将压缩后的数据传送给所述第二 ZigBee无线模块;
[0028] 所述第二 ZigBee无线模块将所述压缩后的数据经调制后无线传输给现场控制终端;
[0029] 所述温湿度传感器、风力传感器、倾斜度传感器、杆塔接地线电流传感器、摄像头和烟雾传感器均与所述传感器接口模块;所述现场控制终端包括壳体、安装在所述壳体内的控制器以及分别与所述控制器相接的第一 ZigBee无线模块、3G模块和报警模块;所述现场控制终端布设在所述电力线路杆塔上,且每隔5根电力线路杆塔上布设一个所述现场控制终端;
[0030] 步骤三,数据接收与报警信号远程传输:所述第一 ZigBee无线模块接收所述第二ZigBee无线模块经ZigBee无线通信网络发送来的数据,经解调后发送给所述控制器,所述控制器对所述数据中的温湿度信息、风力信息、倾斜度信息、接地电流信息、图像信息信息和烟雾浓度信息分别进行判断,若上述信息超过预先设定的阈值,则所述控制器发出报警信号,所述控制器通过所述3G模块经3G无线网络将所述报警信号传输给布设在远程监控中心的上位机;所述第一 ZigBee无线模块和第二 ZigBee无线模块通过ZigBee无线通信网络无线连接,所述上位机和3G模块通过所述3G无线网络无线连接;
[0031] 步骤四,报警信号处理及故障通知:所述上位机接收到所述报警信号后,自动运行预先设定的软件程序,并将程序运行结果在与所述上位机相接的显示器上显示出来,所述程序运行结果包括故障时间、故障地点和故障内容;然后上位机通过与其相接的短信发送模块以短信方式向巡检人员发送故障时间、故障地点和故障内容信息,以便所述巡检人员及时赶往故障现场;
[0032] 步骤五,控制命令远程发送:所述上位机根据所述程序运行结果产生报警控制命令,并将所述报警控制命令通过所述3G无线网络发送给所述3G模块,所述3G模块再将所述报警控制命令发送给所述控制器;
[0033] 步骤六,报警命令执行:所述控制器控制与其相接的报警模块工作,所述报警模块驱动与其相接的报警指示灯发光,以辅助所述巡检人员判断到底是哪根电力线路杆塔发生故障;所述报警指示灯安装在所述现场控制终端的壳体上,所述报警指示灯的数量为5个,且每个报警指示灯对应一根电力线路杆塔。
[0034] 本实施例中,所述数据采集终端对所述温湿度、风力、倾斜度、接地电流、图像信息和烟雾浓度的采集频率由所述上位机设定,且所述采样频率为0.2S、
[0035] 以上所述,仅是本发明的较佳实施例,并非对本发明作任何限制,凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化,均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (2)

1.一种基于ZigBee网络的电力线路杆塔无线监控方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤一,现场数据检测:采用温湿度传感器检测电力线路杆塔布设现场的温湿度;采用风力传感器检测所述现场的风力;采用倾斜度传感器检测所述电力线路杆塔的倾斜度;采用杆塔接地线电流传感器检测所述电力线路杆塔的接地电流;采用摄像头每隔5分钟拍摄一次所述现场的图像信息;采用烟雾传感器检测所述现场的烟雾浓度,以判断是否有火灾发生;所述温湿度传感器、风力传感器、摄像头和烟雾传感器均安装在所述电力线路杆塔的顶部,所述倾斜度传感器的数量为多个且多个所述倾斜度传感器均安装在所述电力线路杆塔的基座上,所述杆塔接地线电流传感器安装在所述电力线路杆塔的底部; 步骤二,现场数据采集与传输:采用安装在所述电力线路杆塔上的数据采集终端对所述温湿度、风力、倾斜度、接地电流、图像信息和烟雾浓度进行采集;所述数据采集终端包括传感器接口模块、与所述传感器接口模块相接的数据处理模块和与所述数据处理模块相接的第二 ZigBee无线模块;数据采集过程如下: 所述传感器接口模块接收所述温湿度、风力、倾斜度、接地电流、图像信息和烟雾浓度,并传送给所述数据处理模块; 所述数据处理模块对所述温湿度、风力、倾斜度、接地电流、图像信息和烟雾浓度分别进行滤波、模数转换、数据压缩等处理,然后将压缩后的数据传送给所述第二 ZigBee无线模块; 所述第二 ZigBee无线模块将所述压缩后的数据经调制后无线传输给现场控制终端;所述温湿度传感器、风力传感器、倾斜度传感器、杆塔接地线电流传感器、摄像头和烟雾传感器均与所述传感器接口模块;所述现场控制终端包括壳体、安装在所述壳体内的控制器以及分别与所述控制器相接的第一 ZigBee无线模块、3G模块和报警模块;所述现场控制终端布设在所述电力线路杆塔上,且每隔5根电力线路杆塔上布设一个所述现场控制终端; 步骤三,数据接收与报警信号远程传输:所述第一 ZigBee无线模块接收所述第二ZigBee无线模块经ZigBee无线通信网络发送来的数据,经解调后发送给所述控制器,所述控制器对所述数据中的温湿度信息、风力信息、倾斜度信息、接地电流信息、图像信息信息和烟雾浓度信息分别进行判断,若上述信息超过预先设定的阈值,则所述控制器发出报警信号,所述控制器通过所述3G模块经3G无线网络将所述报警信号传输给布设在远程监控中心的上位机;所述第一 ZigBee无线模块和第二 ZigBee无线模块通过ZigBee无线通信网络无线连接,所述上位机和3G模块通过所述3G无线网络无线连接; 步骤四,报警信号处理及故障通知:所述上位机接收到所述报警信号后,自动运行预先设定的软件程序,并将程序运行结果在与所述上位机相接的显示器上显示出来,所述程序运行结果包括故障时间、故障地点和故障内容;然后上位机通过与其相接的短信发送模块以短信方式向巡检人员发送故障时间、故障地点和故障内容信息,以便所述巡检人员及时赶往故障现场; 步骤五,控制命令远程发送:所述上位机根据所述程序运行结果产生报警控制命令,并将所述报警控制命令通过所述3G无线网络发送给所述3G模块,所述3G模块再将所述报警控制命令发送给所述控制器; 步骤六,报警命令执行:所述控制器控制与其相接的报警模块工作,所述报警模块驱动与其相接的报警指示灯发光,以辅助所述巡检人员判断到底是哪根电力线路杆塔发生故障;所述报警指示灯安装在所述现场控制终端的壳体上,所述报警指示灯的数量为5个,且每个报警指示灯对应一根电力线路杆塔。
2.按照权利要求1所述的基于ZigBee网络的电力线路杆塔无线监控方法,其特征在于:所述数据采集终端对所述温湿度、风力、倾斜度、接地电流、图像信息和烟雾浓度的采集频率由所述上位机设定,且所述采样频率为0.2S、
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