CN105719459A - 一种用于跨越架状态监测系统的组网方法及远距离无线wifi网络 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于跨越架状态监测系统的组网方法及远距离无线WIFI网络，包括第一监测模块、第二监测模块、区域警戒装置、移动设备、以及高功率无线AP和无线中继设备，第一监测模块、第二监测模块、区域警戒装置和所述移动设备通过所述无线AP和无线中继设备共同组成无线局域网；在所述无线局域网内，所述移动设备与所述无线AP通信连接，无线AP分别与无线中继设备通信连接，第一监测模块中的WIFI模块、第二监测模块中的WIFI模块和所述区域警戒装置中的WIFI模块分别对应一个所述无线中继设备无线通信连接。所述跨越架状态监测系统用多点无线组网方式代替有线组网解决现场多点布线施工的困难，延伸无线传输的距离。

Description

一种用于跨越架状态监测系统的组网方法及远距离无线WIFI网络

技术领域

本发明属于无线通信领域，具体地涉及一种用于跨越架状态监测系统的组网方法及远距离无线WIFI网络。

背景技术

电网输变电工程施工中，新建输电线路往往会与已运行的高压输电线路、铁路及高速公路等被跨物在地理位置上产生交叉，新建线路导地线需要翻越被跨物。在张力展放新建线路导地线及挂线时，为了确保该导地线与被跨物之间的安全距离，需要预先在两者之间搭设绝缘安全网。安全网及其配套支撑装置统称为跨越架。

随着电网建设的发展，跨越施工量越来越多，跨越难度越来越大，跨越的要求也越来越高。当前跨越施工中一般采用索道式跨越架，索道式跨越架虽然适用范围很广，轻便好用，但和其他跨越架一样，抗冲击性能不足。索道式跨越架两端支架间跨度较大，跨间索道采用迪尼玛绳，索道受到冲击载荷后驰度下降大，使安全网与被跨对象间安全距离难以保障。为了保证野外现场施工的安全，避免各种事故的发生，需要对跨越架施工阶段的各种状态参量进行实时监控。

该监测系统包括拉线张力计、安全网及导地线安全距离监测仪等，以及报警模块及系统软件。所有传感数据通过无线方式将数据传递到同一移动设备上，移动设备安装有专用显示软件，软件主要实现多路无线信号接收及解析、监测数据实时显示、历史数据库查询、历史数据分析以及表格打印等功能。

由于野外地理位置复杂，对实时数据的采集通过有线方式连接必定会受到局限，通信线路需要绕过被跨物，并且设备间距离较远，要求线路长度较长，一方面，过长的线路会影响信号质量，另一方面，由于设备的放置位置不同，如果每台设备配备一条通信线路，线路过多过长必定会导致现场作业的不便。因此，考虑在跨越架状态监测系统中，地面移动设备和各状态监测模块共同组成一个无线局域网。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种共同组成无线局域网的跨越架状态监测系统。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：一种用于跨越架状态监测系统的远距离无线WIFI网络，包括用于监测安全网相对位置的第一监测模块、用于监测拉线张力的第二监测模块、用于监测跨越架施工范围内状况的区域警戒装置、用于接收并处理数据的移动设备、以及用于增加无线通信距离的高功率无线CPE设备；所述高功率无线CPE设备包括一个工作于无线AP模式和至少一个工作于无线中继模式，所述第一监测模块、所述第二监测模块、所述区域警戒装置和所述移动设备通过所述无线AP和所述至少一个无线中继设备共同组成无线局域网；在所述无线局域网内，所述第一监测模块包括第一WIFI模块，所述第二监测模块包括第二WIFI模块、第三WIFI模块和第四WIFI模块和所述区域警戒装置包括第五WIFI模块；所述移动设备与所述无线AP无线通信连接，所述无线AP分别与所述至少一个无线中继设备无线通信连接，所述第一WIFI模块与一个所述无线中继设备无线通信连接，所述第二WIFI模块、所述第三WIFI模块和所述第四WIFI模块一起与一个所述无线中继设备无线通信连接，所述第五WIFI模块与一个所述无线中继设备无线通信连接。

优选地，所述第一监测模块还包括采用面阵CCD成像测距的第一监测装置。

优选地，所述第一监测装置通过网口与所述第一无线WIFI模块通信连接。

优选地，所述第二监测模块包括分别监测安全网承载绳张力、上层拉线张力和下层拉线张力的第一张力传感器、第二张力传感器和第三张力传感器。

优选地，所述第一张力传感器与所述第二无线WIFI模块通信连接，所述第二张力传感器与所述第三无线WIFI模块通信连接和所述第三张力传感器与所述第四无线WIFI模块分别通过串口通信连接。

优选地，所述区域警戒装置还包括设于包围跨越架施工区域的红外光墙、与所述红外光墙电连接的声光报警模块、和与所述声光报警模块无线连接的报警主机。

优选地，所述报警主机通过串口与所述第五WIFI模块通信连接。

优选地，所述移动设备是便携式台式计算机、笔记本电脑、智能手机或平板电脑。

一种用于跨越架状态监测系统的组网方法，该组网方法包括如下步骤：

1)系统中各状态检测模块外接无线WIFI模块，并与地面设备共同组成一个无线局域网；

2)引入高功率无线CPE设备延长通信距离；

3)为避免移动设备同时接收各模块数据时发生数据拥塞，设计一种简单易实现的组网协议；

4)所有监测数据通过无线方式传递到同一移动设备上，通过配套软件进行分析处理，实现多路无线信号接收与解析、人机界面显示、监测数据实时显示、数据库查询、历史数据分析等功能。

进一步，所述各状态检测模块通过串口或网口外接无线WIFI模块，移动设备自带WIFI功能。

无线AP和无线中继设备架设在监测系统中的合理位置，采用无线频段一般为2.4GHz或5.8GHz，能有效避开施工现场电磁干扰等。

在组网成功后，移动设备以轮询形式向客户端循环发送数据采集指令，每个传感器收到指令后，依次按请求顺序向服务器发送实时采集数据。

本发明的有益效果是：所述跨越架状态监测系统中，所述第一监测模块、所述第二监测模块、所述区域警戒装置和所述移动设备通过所述无线AP和所述无线中继设备进行信息中继传递，从而共同组成无线局域网，用多点无线组网方式代替有线组网解决现场多点布线施工的困难。

此外，在所述跨越架状态监测系统中采用所述无线AP和所述无线中继设备延长所述无线局域网中信息无线传输距离，使跨越架远距离施工时各监测状态数据得以可靠传输。

而且，在所述第一监测模块、所述第二监测模块、所述区域警戒装置和所述移动设备之间采用简单易实现的多点组网协议，从而避免所述移动设备同时接收所述第一监测模块、所述第二监测模块和所述区域警戒装置数据时发生数据拥塞，提高数据传输的速度。

附图说明

图1是本发明实施例提供的跨越架状态监测系统的结构示意图；

图2是图1所示跨越架状态监测系统的结构框图；

图3是本发明方法中的协议流程图；

图4是本发明方法中的读取数据及显示流程；

图5是本发明方法中的数据分析处理流程；

图6是本发明方法中的跨越架状态监测系统WIFI组网图；

图中：100、跨越架状态监测系统，10、第一监测模块，20、第二监测模块，30、区域警戒装置，40、移动设备，50、无线AP，60、无线中继设备，11、第一监测装置，12、第一WIFI模块，21、第一张力传感器，22、第二张力传感器，23、第三张力传感器，24、第二WIFI模块，25、第三WIFI模块，26、第四WIFI模块，31、红外光墙，32、声光报警模块，33、报警主机，34、第五WIFI模块。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

请同时参阅图1和图2，所述跨越架状态监测系统100用于实时监测跨越架的状态，包括用于监测安全网相对位置的第一监测模块10、用于监测拉线张力的第二监测模块20、用于监测跨越架施工范围内状况的区域警戒装置30和用于接收并处理数据的移动设备40，以及用于增加无线通信距离的高功率无线CPE设备；所述高功率无线CPE设备包括一个工作于无线AP模式(50)和至少一个工作于无线中继模式(60)。其中，所述第一监测模块10、所述第二监测模块20、所述区域警戒装置30和所述移动设备40共同组成无线局域网。

所述第一监测模块10包括采用面阵CCD成像测距的第一监测装置11和与所述第一监测装置11电连接的第一WIFI模块12。在本实施例中，所述第一监测装置11实时监测安全网和上方临近物的垂直距离、安全网和下方临近物的垂直距离、以及上方临近物与安全网网边最小距离，并将距离测量结果传递至所述第一WIFI模块12，所述第一WIFI模块12以无线方式将所述距离测量结果传至所述移动设备40进行实时监控和报警处理。

在本实施例中，所述第一监测装置11通过网口与所述第一无线WIFI模块12通信连接。

所述第二监测模块20包括分别监测安全网承载绳张力、上层拉线张力和下层拉线张力的第一张力传感器21、第二张力传感器22和第三张力传感器23，与所述第一张力传感器21连接的第二WIFI模块24，与所述第二张力传感器22连接的第三WIFI模块25和与所述第三张力传感器23连接的第四WIFI模块26。在本实施例中，所述第一张力传感器21、所述第二张力传感器22和所述第三张力传感器23分别实时监测所述安全网承载绳张力、所述上层拉线张力和所述下层拉线张力，并分别将各自的张力监测结果传递至所述第二WIFI模块24、所述第三WIFI模块25和所述第四WIFI模块26，所述第二WIFI模块24、所述第三WIFI模块25和所述第四WIFI模块26以无线方式将所述张力监测结果传到所述移动设备40。

在本实施例中，所述第一张力传感器21通过串口与所述第二无线WIFI模块24通信连接，所述第二张力传感器22通过串口与所述第三无线WIFI模块25通信连接和所述第三张力传感器23通过串口与所述第四无线WIFI模块26通信连接。

所述区域警戒装置30采用光束触发报警方式进行预警，并包括设于包围跨越架施工区域的红外光墙31、与所述红外光墙31连接的声光报警模块32、与所述声光报警模块32连接的报警主机33、和与所述报警主机33连接的第三WIFI模块34。

在本实施例中，所述报警主机33通过串口与所述第五WIFI模块34通信连接。

而且，在所述区域警戒装置30中，当有人或者动物进入跨越架施工区域内，并遮挡所述红外光墙31内一束或多束红外线时，所述声光报警模块32会立即开启声光报警，并同时将报警信号发送至所述报警主机33。所述报警主机33将接收到的所述报警信号传递至所述第五WIFI模块34，并通过所述第五WIFI模块34以无线方式传输给所述移动设备40。

所述移动设备40分别接收并处理所述第一监测模块10发送的距离测量结果、所述第二监测模块20发送的张力监测结果和所述区域警戒装置30发送的报警信号。在本实施例中，所述移动设备40可以是笔记本电脑、智能手机、平板电脑等移动终端，本发明对此不做限定。而且，在所述移动设备40内安装有专用显示软件，所述专用显示软件主要实现多路无线信号接收与解析、人机界面显示、监测数据实时显示、数据库查询和历史数据分析等功能。

为了增加所述跨越架状态监测系统100的无线局域网中所述第一WIFI模块12、所述第二WIFI模块24、所述第三WIFI模块25、所述第四WIFI模块26和所述第五WIFI模块34与所述移动设备40之间的通信距离，所述跨越架状态监测系统100还可以包括无线AP50和至少一个无线中继设备60。所述移动设备40与所述无线AP50通信连接，所述无线AP50分别与所述至少一个无线中继设备60通信连接。而且，由于所述第一WIFI模块12、所述第二WIFI模块24、所述第三WIFI模块25、所述第四WIFI模块26和所述第五WIFI模块34的发射功率有限，其无线通信距离只有60-70m，则所述第一WIFI模块12与一个所述无线中继设备60无线通信连接、所述第二WIFI模块24、所述第三WIFI模块25和所述第四WIFI模块26一起与一个所述无线中继设备60无线通信连接，所述第五WIFI模块34与一个所述无线中继设备60无线通信连接。

即，所述第一监测模块10、所述第二监测模块20、所述区域警戒装置30和所述移动设备40通过所述无线AP50和所述至少一个无线中继设备60共同组成所述无线局域网，并通过无线中继技术进行无线信息传递的中继接力，以增加信息传递的距离。

为避免所述移动设备40同时无线接收所述第一监测模块10、所述第二监测模块20和所述区域警戒装置30数据时发生数据拥塞，所述跨越架状态监测系统100的无线局域网采用简单易实现的多点组网协议。在所述多点组网协议中，所述移动设备40作为服务器，所述第一监测模块10、所述第二监测模块20和所述区域警戒装置30作为客户端。

当所述第一监测模块10、所述第二监测模块20、所述区域警戒装置30和所述移动设备40之间组网成功后，所述移动设备40以轮询形式分别向所述第一监测模块10、所述第二监测模块20和所述区域警戒装置30循环发送数据采集指令，所述数据采集指令通过所述无线AP50和所述至少一个无线中继设备60传输到相应的所述第一监测模块10、所述第二监测模块20、所述区域警戒装置30。而且，所述第一监测模块10、所述第二监测模块20、所述区域警戒装置30收到所述数据采集指令后，依次按请求顺序向所述移动设备40发送实时采集数据。

相较于现有技术，本发明提供的跨越架状态监测系统100中，所述第一监测模块10、所述第二监测模块20、所述区域警戒装置30和所述移动设备40通过所述无线AP50和所述无线中继设备60进行信息中继传递，从而共同组成无线局域网，用灵活的多点无线组网方式代替固定的有线组网解决现场多点布线施工的困难。

此外，在所述跨越架状态监测系统100中采用所述无线AP50和所述无线中继设备60延长所述无线局域网中信息无线传输距离，使跨越架远距离施工时各监测状态数据得以可靠传输。

而且，在所述第一监测模块10、所述第二监测模块20、所述区域警戒装置30和所述移动设备40之间采用简单易实现的多点组网协议，从而避免所述移动设备40同时接收所述第一监测模块10、所述第二监测模块20和所述区域警戒装置30数据时发生数据拥塞，提高数据传输的速度。

如图3至图6所示，一种用于跨越架状态监测系统的组网方法，该组网方法包括如下步骤：

1)系统中各状态检测模块外接无线WIFI模块，并与地面设备共同组成一个无线局域网；

2)引入高功率无线CPE设备延长通信距离

3)为避免移动设备同时接收各模块数据时发生数据拥塞，设计一种简单易实现的组网协议；

4)所有监测数据通过无线方式传递到同一移动设备上，通过配套软件进行分析处理，实现多路无线信号接收与解析、人机界面显示、监测数据实时显示、数据库查询、历史数据分析等功能。

进一步，所述各状态检测模块通过串口或网口外接无线WIFI模块，移动设备自带WIFI功能；

无线AP和无线中继设备架设在监测系统中的合理位置，采用无线频段一般为2.4GHz或5.8GHz；能有效避开了施工现场电磁干扰等。

在组网成功后，移动设备以轮询形式向客户端循环发送数据采集指令，每个传感器或功能模块收到指令后，依次按请求顺序向服务器发送实时采集数据。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (10)

1.一种用于跨越架状态监测系统的远距离无线WIFI网络，其特征在于：包括用于监测安全网相对位置的第一监测模块(10)、用于监测拉线张力的第二监测模块(20)、用于监测跨越架施工范围内状况的区域警戒装置(30)、用于接收并处理数据的移动设备(40)、以及用于增加无线通信距离的高功率无线CPE设备；所述高功率无线CPE设备包括一个工作于无线AP模式(50)和至少一个工作于无线中继模式(60)，所述第一监测模块(10)、所述第二监测模块(20)、所述区域警戒装置(30)和所述移动设备(40)通过所述无线AP(50)和至少一个所述无线中继设备(60)共同组成无线局域网；

在所述无线局域网内，所述第一监测模块(10)包括第一WIFI模块(12)，所述第二监测模块(20)包括第二WIFI模块(24)、第三WIFI模块(25)和第四WIFI模块(26)，所述区域警戒装置(30)包括第五WIFI模块(34)；所述移动设备(40)与所述无线AP(50)无线通信连接，所述无线AP(50)分别与至少一个所述无线中继设备(60)无线通信连接，所述第一WIFI模块(12)与一个所述无线中继设备(60)无线通信连接，所述第二WIFI模块(24)、所述第三WIFI模块(25)和所述第四WIFI模块(26)一起与一个所述无线中继设备(60)无线通信连接，所述第五WIFI模块(34)分别与一个所述无线中继设备(60)无线通信连接。

2.根据权利要求1所述的一种用于跨越架状态监测系统的远距离无线WIFI网络，其特征在于：所述第一监测模块(10)还包括采用面阵CCD成像测距的第一监测装置(11)。

3.根据权利要求2所述的一种用于跨越架状态监测系统的远距离无线WIFI网络，其特征在于：所述第一监测装置(11)通过网口与所述第一无线WIFI模块(12)通信连接。

4.根据权利要求1所述的一种用于跨越架状态监测系统的远距离无线WIFI网络，其特征在于：所述第二监测模块(20)包括分别监测安全网承载绳张力、上层拉线张力和下层拉线张力的第一张力传感器(21)、第二张力传感器(22)和第三张力传感器(23)。

5.根据权利要求4所述的一种用于跨越架状态监测系统的远距离无线WIFI网络，其特征在于：所述第一张力传感器(21)通过串口与所述第二无线WIFI模块(24)通信连接，所述第二张力传感器(22)通过串口与所述第三无线WIFI模块(25)通信连接和所述第三张力传感器(23)通过串口与所述第第四无线WIFI模块(26)通信连接。

6.根据权利要求1所述的一种用于跨越架状态监测系统的远距离无线WIFI网络，其特征在于：所述区域警戒装置(30)还包括设于包围跨越架施工区域的红外光墙(31)、与所述红外光墙(31)连接的声光报警模块(32)和与所述声光报警模块(32)连接的报警主机(33)。

7.根据权利要求6所述的一种用于跨越架状态监测系统的远距离无线WIFI网络，其特征在于：所述报警主机(33)通过串口与所述第五WIFI模块(34)通信连接。

8.根据权利要求1所述的一种用于跨越架状态监测系统的远距离无线WIFI网络，其特征在于：所述移动设备(40)是便携式台式计算机、笔记本电脑、智能手机或平板电脑。

9.一种用于跨越架状态监测系统的组网方法，其特征在于，该组网方法包括如下步骤：

1)系统中各状态检测模块外接无线WIFI模块，并与地面设备共同组成一个无线局域网；

2)引入高功率无线CPE设备延长通信距离；

3)为避免移动设备同时接收各模块数据时发生数据拥塞，设计一种简单易实现的组网协议；

4)所有监测数据通过无线方式传递到同一移动设备上，通过配套软件进行分析处理。

10.根据权利要求9所述的一种用于跨越架状态监测系统的组网方法，其特征在于：所述各状态检测模块通过串口外接无线WIFI模块，移动设备自带WIFI功能；

无线AP和无线中继设备架设在监测系统中的合理位置，采用无线频段一般为2.4GHz或5.8GHz；

在组网成功后，移动设备以轮询形式向客户端循环发送数据采集指令，每个传感器及功能模块收到指令后，依次按请求顺序向服务器发送实时采集数据。