CN107101615A - 基于蓝牙通信的输电线路杆塔倾斜监测系统及其应用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种基于蓝牙通信的输电线路杆塔倾斜监测系统及其应用方法，系统包括：安装于智能手机上的倾斜监测客户端软件以及多个分别安装于各输电线路杆塔上的倾角测量系统；智能手机包括蓝牙传输模块；各倾角测量系统分别包括倾角传感器、处理器、电源模块以及蓝牙传输模块；倾角传感器测量输电线路杆塔的倾角信号传输至处理器，处理器通过蓝牙传输模块将接收到的倾角信号传输至智能手机，进而显示在智能手机的倾斜监测客户端软件界面上。本发明可应用于对多个输电线路杆塔的倾斜监测，通过蓝牙技术实现倾斜信号的获取，并通过目前较为普遍的智能手机进行倾斜信息的显示，技术普及较为容易，可提高工作人员的监测效率。

Description

基于蓝牙通信的输电线路杆塔倾斜监测系统及其应用方法

技术领域

本发明涉及输电线路杆塔倾斜监测技术，特别是一种基于蓝牙通信的输电线路杆塔倾斜监测系统，用户可通过智能手机实现杆塔倾斜信息的获取。

背景技术

随着高压输电的不断发展，杆塔在承担高压输电线路中起着举足轻重的作用。同时，杆塔处于外界环境中，常常面临着诸如强风、暴雪、大雨、冰雹等自然灾害的侵袭，亦或承受着来自地下开挖隧道等所带来的影响，从而引起杆塔的倾斜或者变形，进而使输电线路受力不均，造成电气安全距离不够，影响线路正常运行，久而久之，造成杆塔的坍塌，致使整条输电线路的停运，造成巨大的经济损失。

但是在杆塔发生倾斜的初期，倾斜度小，难以用肉眼直接观察判断杆塔是否已发生倾斜。因此，为保证输电线路的安全运行，采取措施进行输电线路杆塔倾斜的在线监测显得十分重要，及早发现杆塔倾斜，及时进行维修，具有重要的现实意义。

发明内容

本发明要解决的技术问题为：通过在各杆塔上设置倾斜感应装置，以及相应的倾斜数据处理功能模块，同时结合蓝牙传输技术，使得用户能够通过智能手机实现对杆塔的倾斜信息进行获取，以及时采取应对措施，避免杆塔倾斜带来的输电线路运行风险。

本发明采取的技术方案为：一种基于蓝牙通信的输电线路杆塔倾斜监测系统，包括：安装于智能手机上的倾斜监测客户端软件以及多个分别安装于各输电线路杆塔上的倾角测量系统；智能手机包括蓝牙传输模块；

各倾角测量系统分别包括倾角传感器、处理器、电源模块以及蓝牙传输模块；电源模块为倾角传感器、处理器以及蓝牙传输模块提供工作电源；倾角传感器测量输电线路杆塔的倾角信号传输至处理器，处理器通过蓝牙传输模块将接收到的倾角信号传输至智能手机；

倾斜监测客户端软件包括倾斜数据获取模块和倾斜数据显示模块，倾斜数据获取模块从智能手机的蓝牙传输模块获取输电线路杆塔的倾角信号，倾斜数据显示模块从倾斜数据获取模块获取输电线路杆塔的倾角信号，进而将获取到的倾角信号显示在智能手机的倾斜监测客户端软件界面上。

本发明中，倾角传感器为现有技术，蓝牙传输模块采用现有蓝牙模块，当需要对某输电线路杆塔进行检测时，则将智能手机置入相应输电线路杆塔上安装的蓝牙传输模块的传输范围内，使得该输电线路杆塔上安装的倾角测量系统可与智能手机之间通过蓝牙连接。倾角测量系统中的处理器可采用现有单片机等处理器芯片，其对于倾角数据的处理可仅简单的包括数据的接收和发送，也可对数据进行加工然后再发送，如在发送时融合如输电线路杆塔编号等信息的处理，或者根据获取到的数据判断是否需要报警等。

进一步的，各倾角测量系统中的处理器传输至智能手机倾斜监测客户端软件的数据包括输电线路杆塔编号，以及相应杆塔的倾斜角度信息。

相应的，倾斜监测客户端软件的显示界面包括输电杆塔编号信息显示区，检测时间信息显示区，是否发生倾斜信息显示区，以及倾斜角度信息显示区。若没有倾斜则倾斜角度为0，客户端软件界面上是否发生倾斜信息显示区即显示否。显示界面上还可同时显示监测时的环境温度，便于在采取应对措施时综合分析杆塔倾斜原因。

优选的，倾斜监测客户端软件还包括倾角报警值设置模块，用户通过倾角报警值设置模块设置对应各输电线路杆塔的倾角报警值，智能手机将用户设置的倾角报警值通过蓝牙传输模块传输至相应输电线路杆塔上安装的倾角测量系统的处理器中；

处理器中还运行有报警判断模块，报警判断模块判断当前输电线路杆塔倾角值是否超过用户设置的倾角报警值，若超过，则同时输出倾角信号以及报警信号至智能手机，倾斜监测客户端软件的倾斜数据显示模块将倾角信号以及报警信号同时显示在倾斜监测客户端软件界面上。相应的，客户端软件界面上设有用于输入倾角报警值的区域，具体实现为现有技术。

优选的，倾斜监测客户端软件还包括倾角报警值设置模块以及报警模块，用户通过倾角报警值设置模块设置对应各输电线路杆塔的倾角报警值，报警模块根据倾斜数据获取模块获取的输电线路杆塔的当前倾角信号，判断相应的输电线路杆塔是否需要倾斜报警。若超过倾角报警值，则通过智能手机的客户端软件界面输出报警信号。报警信号可采用文字、提示框或者声音等各种现有技术。具体的，由于各输电线路杆塔编号已定，且倾角测量系统发送至智能手机的数据包括当前检测的杆塔的编号信息，而在用户进行倾角报警值设置时，也是按照输电线路杆塔编号进行一一设置，或者统一设置，因此通过客户端软件实现各输电线路杆塔倾斜报警的判断是完全可行的。

优选的，倾斜测量系统中的处理器采用型号为STM32F103ZET6的单片机。此单片机的具体应用可参考现有技术。

为了使得倾角测量系统能够不间断工作，同时降低系统成本，本发明倾斜测量系统中的电源模块采用光伏供电组件。光伏供电组件包括单晶硅太阳能板和移动电源，具体实现为现有技术。

本发明还公开上述基于蓝牙通信的输电线路杆塔倾斜监测系统的应用方法，包括步骤：

S1，将倾角测量系统分别安装至待监测的各个输电线路杆塔；

S2，倾角测量系统安装完毕，将倾角传感器的当前倾角检测值置零；

S3，通过倾斜监测客户端软件设置倾角测量系统的倾角报警值；

S4，对某一输电线路杆塔进行检测时，将安装有倾斜监测客户端软件的智能手机置入相应输电线路杆塔倾角测量系统的蓝牙传输范围内，使得智能手机可与相应的倾角测量系统中的处理器进行通信；

S5，智能手机获取当前通过蓝牙连接成功的倾角测量系统所测得的输电线路杆塔倾角信号或者倾角信号及报警信号；

S6，智能手机的倾斜监测客户端软件界面显示所获取到的信号，即得到当前检测的输电线路杆塔的倾斜角度。

对于S2所述的将倾角传感器的当前倾角检测值置零也可不进行操作，而是在倾角测量系统初始安装完毕后，由处理器存储倾角传感器初始安装完毕后所测得的输电线路杆塔倾斜角度作为初始倾斜角度值；在每次检测时，处理器从倾角传感器获取当前输电线路杆塔倾斜角度数据，然后将当前输电线路杆塔倾斜角度数据减去初始倾斜角度值，即得到输电线路杆塔的实际倾斜角度值。

有益效果

本发明利用倾角传感器测量输电线路杆塔的倾斜角度信息，并通过单片机和蓝牙模块对测得的倾斜角度信息进行处理和传输，以智能手机为终端接收输电线路杆塔的倾斜角度信息，能够满足随时对多输电线路杆塔中任一杆塔的倾斜监测，以及时采取应对措施，避免杆塔倾斜带来的输电线路运行风险。监测方便且效率较高，同时系统架构简洁，成本较低。

附图说明

图1所示为本发明系统架构示意图；

图2所示为本发明系统在输电线路杆塔上的安装示意图；

图3所示为本发明一种实施例的系统应用及运行流程示意图；

图4所示为本发明一种实施例的智能手机的倾斜监测客户端软件界面示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例进一步描述。

实施例1

基于蓝牙通信的输电线路杆塔倾斜监测系统，包括：安装于智能手机上的倾斜监测客户端软件以及多个分别安装于各输电线路杆塔上的倾角测量系统；智能手机包括蓝牙传输模块；

各倾角测量系统分别包括倾角传感器、处理器、电源模块以及蓝牙传输模块；电源模块为倾角传感器、处理器以及蓝牙传输模块提供工作电源；倾角传感器测量输电线路杆塔的倾角信号传输至处理器，处理器通过蓝牙传输模块将接收到的倾角信号传输至智能手机；

倾斜监测客户端软件包括倾斜数据获取模块和倾斜数据显示模块，倾斜数据获取模块从智能手机的蓝牙传输模块获取输电线路杆塔的倾角信号，倾斜数据显示模块从倾斜数据获取模块获取输电线路杆塔的倾角信号，进而将获取到的倾角信号显示在智能手机的倾斜监测客户端软件界面上。

倾角传感器为现有技术，蓝牙传输模块采用现有蓝牙模块，当需要对某输电线路杆塔进行检测时，则将智能手机置入相应输电线路杆塔上安装的蓝牙传输模块的传输范围内，使得该输电线路杆塔上安装的倾角测量系统可与智能手机之间通过蓝牙连接。倾角测量系统中的处理器可采用现有单片机等处理器芯片，其对于倾角数据的处理可仅简单的包括数据的接收和发送，也可对数据进行加工然后再发送，如在发送时融合如输电线路杆塔编号等信息的处理，或者根据获取到的数据判断是否需要报警等。

进一步的，各倾角测量系统中的处理器传输至智能手机倾斜监测客户端软件的数据包括输电线路杆塔编号，以及相应杆塔的倾斜角度信息。

相应的，倾斜监测客户端软件的显示界面包括输电杆塔编号信息显示区，检测时间信息显示区，是否发生倾斜信息显示区，以及倾斜角度信息显示区。若没有倾斜则倾斜角度为0，客户端软件界面上是否发生倾斜信息显示区即显示否。显示界面上还可同时显示监测时的环境温度，便于在采取应对措施时综合分析杆塔倾斜原因。

优选的，倾斜测量系统中的处理器采用型号为STM32F103ZET6的单片机。此单片机的具体应用可参考现有技术。

为了使的倾角测量系统能够不间断工作，同时降低系统成本，本发明倾斜测量系统中的电源模块采用光伏供电组件。光伏供电组件包括单晶硅太阳能板和移动电源，具体实现为现有技术。

本实施例中，输电线路杆塔的倾斜角度报警判断由倾角测量系统中的处理器完成。具体的：倾斜监测客户端软件还包括倾角报警值设置模块，用户通过倾角报警值设置模块设置对应各输电线路杆塔的倾角报警值，智能手机将用户设置的倾角报警值通过蓝牙传输模块传输至相应输电线路杆塔上安装的倾角测量系统的处理器中；

处理器中还运行有报警判断模块，报警判断模块判断当前输电线路杆塔倾角值是否超过用户设置的倾角报警值，若超过，则同时输出倾角信号以及报警信号至智能手机，倾斜监测客户端软件的倾斜数据显示模块将倾角信号以及报警信号同时显示在倾斜监测客户端软件界面上。相应的，客户端软件界面上设有用于输入倾角报警值的区域，具体实现为现有技术。

实施例2

本实施例中，输电线路杆塔的倾斜角度报警判断由智能手机端的客户端软件完成。

具体的：倾斜监测客户端软件还包括倾角报警值设置模块以及报警模块，用户通过倾角报警值设置模块设置对应各输电线路杆塔的倾角报警值，报警模块根据倾斜数据获取模块获取的输电线路杆塔的当前倾角信号，判断相应的输电线路杆塔是否需要倾斜报警。若超过倾角报警值，则通过智能手机的客户端软件界面输出报警信号。报警信号可采用文字、提示框或者声音等各种现有技术。具体的，由于各输电线路杆塔编号已定，且倾角测量系统发送至智能手机的数据包括当前检测的杆塔的编号信息，而在用户进行倾角报警值设置时，也是按照输电线路杆塔编号进行一一设置，或者统一设置，因此通过客户端软件实现各输电线路杆塔倾斜报警的判断是完全可行的。

基于实施例1和实施例2，本发明基于蓝牙通信的输电线路杆塔倾斜监测系统的应用方法，包括步骤：

S1，将倾角测量系统分别安装至待监测的各个输电线路杆塔；

S2，倾角测量系统安装完毕，将倾角传感器的当前倾角检测值置零；

S3，通过倾斜监测客户端软件设置倾角测量系统的倾角报警值；

S4，对某一输电线路杆塔进行检测时，将安装有倾斜监测客户端软件的智能手机置入相应输电线路杆塔倾角测量系统的蓝牙传输范围内，使得智能手机可与相应的倾角测量系统中的处理器进行通信；

S5，智能手机获取当前通过蓝牙连接成功的倾角测量系统所测得的输电线路杆塔倾角信号或者倾角信号及报警信号；

S6，智能手机的倾斜监测客户端软件界面显示所获取到的信号，即得到当前检测的输电线路杆塔的倾斜角度。

对于S2所述的将倾角传感器的当前倾角检测值置零也可不进行操作，而是在倾角测量系统初始安装完毕后，由处理器存储倾角传感器初始安装完毕后所测得的输电线路杆塔倾斜角度作为初始倾斜角度值；在每次检测时，处理器从倾角传感器获取当前输电线路杆塔倾斜角度数据，然后将当前输电线路杆塔倾斜角度数据减去初始倾斜角度值，即得到输电线路杆塔的实际倾斜角度值。

实施例3

输电线路杆塔倾角测量系统的安装参考图2所示，将光伏供电组件、处理器与倾斜传感器依次安装于塔身，结构紧凑，使其所占面积达到最小，且距离地面约10米。

光伏供电组件由单晶硅太阳能板与移动电源组成，处理器选用意法半导体的STM32F103ZET6芯片，数据的传输系统采用蓝牙传输模块，具有蓝牙传输功能的智能手机作为接收终端设备，系统架构如图1所示。

在每个输电线路杆塔倾角测量系统安装完成后，都通过蓝牙传输模块使得该输电线路杆塔的倾角测量系统与智能手机之间形成蓝牙相连。参考图4，倾斜监测客户端软件的APP界面上设有数据请求按钮-“数据”、报警显示区-“报警”、倾角数据记录按钮-“记录”以及参数设置按钮-“设置”。参考图3所示，用户通过倾斜监测客户端软件APP界面上的设置按钮进入参数设置界面，对系统时间、预警参数等系统参数进行设置，进而对当前倾角数据进行校验，置初次安装时杆塔倾斜的角度为零，以后测得的倾角即为杆塔发生倾斜的真实角度。校验完初始化后，倾角测量系统进入循环状态，定时去读取倾角传感器的数据并计算塔杆倾斜状态。当倾角测量系统收到智能手机的数据请求命令时，则向手机发送杆塔倾角数据；当倾角值大于系统设置的预警参数（倾角报警值）时，发出报警指示（报警显示区亮起），提醒工作人员进行检修。

为了有效管理杆塔与尽快找到倾斜杆塔，倾角测量系统通过蓝牙技术与手机连接的过程如下：首先将输电线路杆塔从数字1开始编号；工作人员把手机蓝牙功能打开，每走近一个杆塔，则可搜索到相应倾角测量系统发出的蓝牙匹配信号，等待手机连接；当蓝牙连接成功后，手机APP界面自动显示连接成功信息，并把该输电线路杆塔编号、倾斜角度与是否发生倾斜等相关信息显示出来，用户可通过“记录”按钮做好数据的后台存储和记录。

以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。

Claims (8)

1.一种基于蓝牙通信的输电线路杆塔倾斜监测系统，其特征是，包括：安装于智能手机上的倾斜监测客户端软件以及多个分别安装于各输电线路杆塔上的倾角测量系统；智能手机包括蓝牙传输模块；

各倾角测量系统分别包括倾角传感器、处理器、电源模块以及蓝牙传输模块；电源模块为倾角传感器、处理器以及蓝牙传输模块提供工作电源；倾角传感器测量输电线路杆塔的倾角信号传输至处理器，处理器通过蓝牙传输模块将接收到的倾角信号传输至智能手机；

倾斜监测客户端软件包括倾斜数据获取模块和倾斜数据显示模块，倾斜数据获取模块从智能手机的蓝牙传输模块获取输电线路杆塔的倾角信号，倾斜数据显示模块从倾斜数据获取模块获取输电线路杆塔的倾角信号，进而将获取到的倾角信号显示在智能手机的倾斜监测客户端软件界面上。

2.根据权利要求1所述的基于蓝牙通信的输电线路杆塔倾斜监测系统，其特征是，各倾角测量系统中的处理器传输至智能手机倾斜监测客户端软件的数据包括输电线路杆塔编号，以及相应杆塔的倾斜角度信息。

3.根据权利要求2所述的基于蓝牙通信的输电线路杆塔倾斜监测系统，其特征是，倾斜监测客户端软件的显示界面包括输电杆塔编号信息显示区，检测时间信息显示区，是否发生倾斜信息显示区，以及倾斜角度信息显示区。

4.根据权利要求1或2所述的基于蓝牙通信的输电线路杆塔倾斜监测系统，其特征是，倾斜监测客户端软件还包括倾角报警值设置模块，用户通过倾角报警值设置模块设置对应各输电线路杆塔的倾角报警值，智能手机将用户设置的倾角报警值通过蓝牙传输模块传输至相应输电线路杆塔上安装的倾角测量系统的处理器中；

处理器中还运行有报警判断模块，报警判断模块判断当前输电线路杆塔倾角值是否超过用户设置的倾角报警值，若超过，则同时输出倾角信号以及报警信号至智能手机，倾斜监测客户端软件的倾斜数据显示模块将倾角信号以及报警信号同时显示在倾斜监测客户端软件界面上。

5.根据权利要求2所述的基于蓝牙通信的输电线路杆塔倾斜监测系统，其特征是，倾斜监测客户端软件还包括倾角报警值设置模块以及报警模块，用户通过倾角报警值设置模块设置对应各输电线路杆塔的倾角报警值，报警模块根据倾斜数据获取模块获取的输电线路杆塔的当前倾角信号，判断相应的输电线路杆塔是否需要倾斜报警。

6.根据权利要求1所述的基于蓝牙通信的输电线路杆塔倾斜监测系统，其特征是，倾斜测量系统中的处理器采用型号为STM32F103ZET6的单片机。

7.根据权利要求1所述的基于蓝牙通信的输电线路杆塔倾斜监测系统，其特征是，倾斜测量系统中的电源模块采用光伏供电组件。

8.权利要求1至7所述基于蓝牙通信的输电线路杆塔倾斜监测系统的应用方法，其特征是，包括步骤：

S1，将倾角测量系统分别安装至待监测的各个输电线路杆.塔；

S2，倾角测量系统安装完毕，将倾角传感器的当前倾角检测值置零；

S3，通过倾斜监测客户端软件设置倾角测量系统的倾角报警值；

S4，对某一输电线路杆塔进行检测时，将安装有倾斜监测客户端软件的智能手机置入相应输电线路杆塔倾角测量系统的蓝牙传输范围内，使得智能手机可与相应的倾角测量系统中的处理器进行通信；

S5，智能手机获取当前通过蓝牙连接成功的倾角测量系统所测得的输电线路杆塔倾角信号或者倾角信号及报警信号；

S6，智能手机的倾斜监测客户端软件界面显示所获取到的信号，即得到当前检测的输电线路杆塔的倾斜角度。