CN106679627A - 一种基于物联网的通信铁塔垂直度问题判断方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于物联网的通信铁塔垂直度判断方法及系统。其系统包含定时采集数据并存储模块、提取数据并计算倾角变化值和倾角绝对值模块、判断动态位移模块、判断垂直度模块。定时采集数据并存储模块是铁塔上的倾角传感器定时检测铁塔倾角数据并传输至系统存储；提取数据并计算倾角变化值和倾角绝对值模块是通过公式计算相关数据；判断动态位移模块是根据平均倾角变化值判断此时铁塔是否存在动态位移；判断垂直度模块是根据静态位移下的倾角绝对值数据判断铁塔是否存在垂直度问题。本发明的方法及系统解决了通信铁塔垂直度人工检测判断的准确率低及效率低的技术问题。

Description

一种基于物联网的通信铁塔垂直度问题判断方法及系统

技术领域

本发明属于通信铁塔维护技术领域，特别是涉及一种基于物联网的通信铁塔垂直度问题判断方法及系统。

背景技术

目前通信铁塔的垂直度由维护人员人工进行检测和维护，其具有三个缺点，一是不能快速准确地判断通信铁塔的垂直度问题，二是检测效率低、时间和人力成本非常大，三是不能及时将维护结果反馈并进行管理。为解决上述问题，提出一种基于物联网的通信铁塔垂直度问题判断方法及系统。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是通信铁塔垂直度人工检测的准确率低及效率低的问题，提出一种基于物联网的通信铁塔垂直度问题判断方法及系统。

本发明涉及的基于物联网的铁塔系统应用场景，如图1所示。在通信铁塔固定位置安装传感器设备，传感器采集铁塔相关参数并通过通信模块传输至系统数据库，系统对传感数据进行保存和处理，客户端与系统交互获得所需信息。

基于物联网的铁塔系统的整体系统架构如图2所示。系统硬件部分包括通信铁塔本身、安装在塔身上的传感设备，传感设备的通信模块与系统进行实时通信；系统软件部分包括系统数据库、数据处理平台、数据管理发布平台，其中系统数据库接收来自传感设备的传感数据并保存所有系统日志，数据处理平台调取系统数据库中的数据进行处理和分析，数据管理发布平台接收数据处理平台的数据处理结果和系统数据库中的相应记录进行管理和发布；系统应用平台包括后台管理设备和客户端，后台管理设备包括但不限于工作站、电脑等设施，客户端包括但不限于APP、微信、Html网页等形式；本系统的应用人员包括但不限于管理人员和维护人员，其接口分别为后台管理设备和客户端。

本发明的实现依托上述应用场景和系统架构，在通信铁塔相应位置安装倾角传感器检测铁塔倾角数据，通过数据分析来判断通信铁塔是否存在垂直度问题。

本发明提出的基于物联网的通信铁塔垂直度问题判断系统，包括定时采集倾角数据并存储模块、提取倾角数据并计算倾角变化值和倾角绝对值模块、判断是否存在动态位移模块、判断是否存在垂直度问题模块。

1、定时采集倾角数据并存储模块：系统设置采样间隔T、动态位移判定门限值Y、平均倾角标准值B和可容许范围M。倾角传感器根据采样间隔T定时采集铁塔相应位置(通常在塔身中上部)的倾角数据，通过通信模块发送至系统数据库存储。

2、提取倾角数据并计算倾角变化值和倾角绝对值模块：系统提取连续N个倾角数据，记为A₁～A_N，其中N是事先设置的正整数，计算平均倾角变化值x＝(|A₂-A₁|+|A₃-A₂|+…+|A_N-A_N-1|+|A₁-A_N|)/N，计算平均倾角绝对值a＝(|A₁|+|A₂|+…+|A_N|)/N。

3、判断是否存在动态位移模块：系统进行动态位移判断。如果平均倾角变化值x<Y，则判定铁塔不存在动态位移，进入判断是否存在垂直度问题模块；否则系统判定铁塔存在动态位移，返回提取倾角数据并计算倾角变化值和倾角绝对值模块。

4、判断是否存在垂直度问题模块：根据平均倾角绝对值a、平均倾角标准值B和可容许范围M进行垂直度判定。如果|B-a|<M，则系统判定此时通信铁塔垂直度良好，返回提取倾角数据并计算倾角变化值和倾角绝对值模块；否则系统判定此时通信铁塔出现垂直度问题。

基于物联网的通信铁塔垂直度问题判断系统的系统框图，如图3所示。

本发明的基于物联网的通信铁塔垂直度问题判断方法的实施基础是系统已经通过传感器收集并存储了数据，系统设置正整数N、动态位移判定门限值Y、平均倾角标准值B和可容许范围M。

该方法按如下步骤实现垂直度检测：

步骤1、提取倾角数据并计算平均倾角变化值。

系统提取数据库中的N个倾角数据记为A₁～A_N。计算平均倾角变化值x＝(|A₂-A₁|+|A₃-A₂|+…+|A_N-A_N-1|+|A₁-A_N|)/N。

步骤2、判断是否存在动态位移。

系统进行动态位移判断。如果平均倾角变化值x<Y，则判定铁塔不存在动态位移，进入步骤3；否则系统判定铁塔存在动态位移，返回步骤1。

步骤3、计算平均倾角绝对值。

系统计算平均倾角绝对值a＝(|A₁|+|A₂|+…+|A_N|)/N。

步骤4、判断是否存在垂直度问题。

根据平均倾角绝对值a、平均倾角标准值B和可容许范围M进行垂直度判定。如果|B-a|<M，则系统判定此时通信铁塔垂直度良好，返回步骤1；否则系统判定此时通信铁塔出现垂直度问题。至此，基于物联网的通信铁塔垂直度问题判断结束。

基于物联网的通信铁塔垂直度问题判断方法的方法流程图如图4所示。

本发明的方法及系统具有以下两个优点：

(1)采用先判断动态位移再进行垂直度问题检测的方法，有效提高垂直度检测的准确性。

(2)实现了通信铁塔垂直度问题的自动判断，提高铁塔的维护效率。

附图说明

图1是本发明的应用场景示意图；

图2是本发明的应用场景整体系统架构图；

图3是本发明的系统框图；

图4是本发明的方法流程图。

具体实施方式

下面对本发明优选实施例作详细说明。

本发明涉及的基于物联网的铁塔系统应用场景，如图1所示。在通信铁塔固定位置安装传感器设备，传感器采集铁塔相关参数并通过通信模块发送至系统数据库，系统对传感数据进行保存和处理，客户端与系统交互获得所需信息。

基于物联网的铁塔系统的整体系统架构如图2所示。系统硬件部分包括通信铁塔本身、安装在塔身上的传感设备，传感设备的通信模块与系统进行实时通信；系统软件部分包括系统数据库、数据处理平台、数据管理发布平台，其中系统数据库接收来自传感设备的传感数据并保存所有系统日志，数据处理平台调取系统数据库中的数据进行处理和分析，数据管理发布平台接收数据处理平台的数据处理结果和系统数据库中的相应记录进行管理和发布；系统应用平台包括后台管理设备和客户端，后台管理设备包括但不限于工作站、电脑等设施，客户端包括但不限于APP、微信、Html网页等形式；本系统的应用人员包括但不限于管理人员和维护人员，其接口分别为后台管理设备和客户端。

本发明的实现依托上述应用场景和系统架构，在通信铁塔相应位置安装倾角传感器检测铁塔倾角数据，通过数据分析来判断通信铁塔是否存在垂直度问题。本发明方法及系统实施例按照如下实现：

本发明提出的基于物联网的通信铁塔垂直度问题判断系统，包括定时采集倾角数据并存储模块、提取倾角数据并计算倾角变化值和倾角绝对值模块、判断是否存在动态位移模块、判断是否存在垂直度问题模块。

1、定时采集倾角数据并存储模块：系统设置采样间隔T＝1s、动态位移判定值为Y＝0.5°、平均倾角标准值B＝0°和可容许范围M＝1°。倾角传感器每隔1s采集塔顶的倾角数据，通过通信模块发送至系统数据库存储。

2、提取倾角数据并计算倾角变化值和倾角绝对值模块：系统提取连续N个倾角数据，记为A₁～A_N，其中N是事先设置的正整数，计算平均倾角变化值x＝(|A₂-A₁|+|A₃-A₂|+…+|A_N-A_N-1|+|A₁-A_N|)/N，计算平均倾角绝对值a＝(|A₁|+|A₂|+…+|A_N|)/N。本实施例中设置N＝5，系统提取5个倾角数据A₁～A₅分别为0.8°、0.9°、-0.8°、1°、-0.9°、0.1°，计算平均倾角变化值x＝(|A₂-A₁|+|A₃-A₂|+|A₄-A₃|+|A₅-A₄|+|A₁-A₅|)/5＝1.62°，计算平均倾角绝对值a＝(|A₁|+|A₂|+…+|A₅|)/5＝0.9°。

3、判断是否存在动态位移模块：系统进行动态位移判断。如果平均倾角变化值x<Y，则判定铁塔不存在动态位移，进入判断是否存在垂直度问题模块；否则系统判定铁塔存在动态位移，返回提取倾角数据并计算倾角变化值和倾角绝对值模块。本实施例中，x＝1.62°>Y＝0.5°，故返回提取倾角数据并计算倾角变化值和倾角绝对值模块继续提取数据进行计算，下一次选取的5个数据分别为0.8°、0.9°、0.8°、1°、0.9°、0.7°，计算得x＝0.16°，a＝1.02°。此时x<Y，则进入判断是否存在垂直度问题模块。

4、判断是否存在垂直度问题模块：根据平均倾角绝对值a、平均倾角标准值B和可容许范围M进行垂直度判定。如果|B-a|<M，则系统判定此时通信铁塔垂直度良好，返回提取倾角数据并计算倾角变化值和倾角绝对值模块；否则系统判定此时通信铁塔出现垂直度问题。本实施例中，|B-a|＝1.02>1，故系统判定此时通信铁塔出现垂直度问题。

本发明的基于物联网的通信铁塔垂直度问题判断方法的实施基础是系统已经通过传感器收集并存储了数据。本实施例中，系统设置正整数N＝5、动态位移判定值为Y＝0.5°、平均倾角标准值B＝0°和可容许范围M＝1°。该方法按如下步骤实现垂直度检测：

步骤1、提取倾角数据并计算平均倾角变化值。

系统提取数据库中的N个倾角数据，记为A₁～A_N。计算平均倾角变化值x＝(|A₂-A₁|+|A₃-A₂|+…+|A_N-A_N-1|+|A₁-A_N|)/N。本实施例中系统提取数据库中的5个倾角数据A₁～A₅分别为0.8°、0.9°、-0.8°、1°、-0.9°、0.1°。计算平均倾角变化值x＝(|A₂-A₁|+|A₃-A₂|+|A₄-A₃|+|A₅-A₄|+|A₁-A₅|)/5＝1.62°。

步骤2、判断是否存在动态位移。

系统进行动态位移判断。如果平均倾角变化值x<Y，则判定铁塔不存在动态位移，进入步骤3；否则系统判定铁塔存在动态位移，返回步骤1。本实施例中，x＝1.62°>Y＝0.5°，故返回步骤1。下一次选取的5个数据分别为0.8°、0.9°、0.8°、1°、0.9°、0.7°，计算得到x＝0.16°。此时x<Y，则进入步骤3。

步骤3、计算平均倾角绝对值。

系统计算此时平均倾角绝对值a＝(|A₁|+|A₂|+…+|A₅|)/5＝1.02°。

步骤4、判断是否存在垂直度问题。

根据平均倾角绝对值a、平均倾角标准值B和可容许范围M进行垂直度判定。如果|B-a|<M，则系统判定此时通信铁塔垂直度良好，返回步骤1；否则系统判定此时通信铁塔出现垂直度问题。本实施例中，|B-a|＝1.02>1，故系统判定此时通信铁塔出现垂直度问题。至此，基于物联网的通信铁塔垂直度问题判断结束。

当然，本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上实施例仅是用来说明本发明的，而并非作为对本发明的限定，只要在本发明的范围内，对以上实施例的变化、变型都将落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于物联网的通信铁塔垂直度问题判断系统，其特征在于包括定时采集倾角数据并存储模块、提取倾角数据并计算倾角变化值和倾角绝对值模块、判断是否存在动态位移模块和判断是否存在垂直度问题模块。

2.根据权利要求1所述的基于物联网的通信铁塔垂直度问题判断系统，其定时采集倾角数据并存储模块的特征在于：倾角传感器定时采集铁塔的倾角数据，传输至系统数据库进行存储。

3.根据权利要求1所述的基于物联网的通信铁塔垂直度问题判断系统，其提取倾角数据并计算倾角变化值和倾角绝对值模块的特征在于：系统提取连续N个倾角数据，记为A₁～A_N，其中N是事先设定的正整数，计算平均倾角变化值x＝(|A₂-A₁|+|A₃-A₂|+…+|A_N-A_N-1|+|A₁-A_N|)/N，计算平均倾角绝对值a＝(|A₁|+|A₂|+…+|A_N|)/N。

4.根据权利要求1所述的基于物联网的通信铁塔垂直度问题判断系统，其判断是否存在动态位移模块的特征在于：根据平均倾角变化值x、事先设置的动态位移判断门限值Y进行动态位移判定；如果x<Y，则判定铁塔不存在动态位移，进入判断是否存在垂直度问题模块；否则系统判定铁塔存在动态位移，返回提取倾角数据并计算倾角变化值和倾角绝对值模块。

5.根据权利要求1所述的基于物联网的通信铁塔垂直度问题判断系统，其判断是否存在垂直度问题模块的特征在于：根据平均倾角绝对值a、事先设置的平均倾角标准值B和可容许范围M进行垂直度判定；如果|B-a|<M，则系统判定此时通信铁塔垂直度良好，返回提取倾角数据并计算倾角变化值和倾角绝对值模块；否则系统判定此时通信铁塔出现垂直度问题。

6.一种基于物联网的通信铁塔垂直度问题判断方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤1、提取倾角数据并计算平均倾角变化值；

步骤2、判断是否存在动态位移；

步骤3、计算平均倾角绝对值；

步骤4、判断是否存在垂直度问题。

7.根据权利要求6所述的基于物联网的通信铁塔垂直度问题判断方法，其步骤1的特征在于：系统提取连续N个倾角数据A₁～A_N，其中N是事先设置的正整数，计算平均倾角变化值x＝(|A₂-A₁|+|A₃-A₂|+…+|A_N-A_N-1|+|A₁-A_N|)/N。

8.根据权利要求6所述的基于物联网的通信铁塔垂直度问题判断方法，其步骤2的特征在于：根据平均倾角变化值x、事先设置的动态位移判断门限值Y进行动态位移判定；如果x<Y，则判定铁塔不存在动态位移，进入所述步骤3；否则系统判定铁塔存在动态位移，返回所述步骤1。

9.根据权利要求6所述的基于物联网的通信铁塔垂直度问题判断方法，其步骤3的特征在于：根据所述步骤1中提取的连续N个倾角数据A₁～A_N，计算平均倾角绝对值a＝(|A₁|+|A₂|+…+|A_N|)/N。

10.根据权利要求6所述的基于物联网的通信铁塔垂直度问题判断方法，其步骤4的特征在于：根据平均倾角绝对值a、事先设置的平均倾角标准值B和可容许范围M进行垂直度判定；如果|B-a|<M，则系统判定此时通信铁塔垂直度良好，返回所述步骤1；否则系统判定此时通信铁塔出现垂直度问题。