CN108847900A - 一种通信铁塔的在线监测装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种通信铁塔的在线监测装置，包括：数据处理模块，用于对传感器模块传递的运行数据进行转换和打包成目标数据；传感器模块，用于采集待测通信铁塔的运行数据；接口模块，用于为传感器模块，电源和天线提供接口；数据传输模块，用于所述目标数据送到数据云平台并接收终端发送的控制指令；电源管理模块，用于将接收到的电压电流转换成符合各个模块供电要求的电压电流；终端，用于查看所述数据传输模块发送的数据并发送控制指令。处理器，用于检测所述在线监测装置的状态。当监测铁塔状态时，直接采用所述在线监测装置。避免了采用人工临时搭建的方式，监测系统的稳定性差，随机性强导致采集的数据不连续，数据的实时性低的问题。

Description

一种通信铁塔的在线监测装置和方法

技术领域

本发明涉及在线监测技术领域，尤其涉及一种通信铁塔的在线监测装置和方法。

背景技术

通信铁塔作为通信网中通信拉远单元的主要载体，通信铁塔的健康直接影响通信网的安全性和可靠性，为了保证通信网的畅通，适应快速发展的通信网的要求，需要对现存的通信铁塔进行养护、维修、加固和改造。只有科学、准确地掌握通信铁塔的健康状况，才能选择经济合理的维修加固方案，目前，针对通信铁塔的在线监测主要通过人工临时搭建采集系统，对通信铁塔的状态进行临时监测。

发明人对现有的通信铁塔的监测方法进行研究发现，针对任意一个通信铁塔，都需要重新搭建监测系统，由于人工临时搭建的方式，监测系统的稳定性差，随机性强，导致采集的数据不连续，数据实时性低。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种通信铁塔的在线监测装置和方法，用以解决现有技术中针对任意一个通信铁塔，都需要重新搭建监测系统，由于人工临时搭建的方式，监测系统的稳定性差，随机性强导致采集的数据不连续，数据的实时性低的问题。具体方案如下：

一种通信铁塔的在线监测装置，包括：数据处理模块、传感器模块、接口模块，数据传输模块，电源管理模块，终端和处理器，其中，

所述数据处理模块，用于对传感器模块传递的运行数据进行转换和打包成目标数据；

所述传感器模块，用于采集待测通信铁塔的运行数据；

所述接口模块，用于为传感器模块，电源和天线提供接口；

所述数据传输模块，用于所述目标数据送到数据云平台并接收终端发送的控制指令；

所述电源管理模块，用于将接收到的电压电流转换成符合各个模块供电要求的电压电流；

所述终端，用于查看所述数据传输模块发送的数据并发送控制指令；

所述处理器，用于检测所述在线监测装置的状态，当接收到所述待测通信铁塔的运行数据时，将所述运行数据进行转换和打包，得到目标数据，将所述目标数据传递给对应的数据云平台中，当接收到所述终端发送的控制指令时，确定与所述控制指令对应的目标模块，依据所述控制指令，对所述目标模块进行调整。

上述的装置，可选的，所述数据传输模块包括：

无线通信单元，天线单元和数据云平台，其中，

所述无线通信单元，用于连接网络信号；

所述天线单元，用于传输所述目标数据；

所述数据云平台，用于存储目标数据。

上述的装置，可选的，还包括：检测单元，其中，

所述检测单元，用于检测与所述待测通信铁塔距离预设长度范围内的通信信号质量，依据所述通信信号质量调整所述无线通信单元的发射与接收功率。

上述的装置，可选的，还包括：

拨号子单元，用于当所述信号的质量小于预设的信号质量阈值时，统计持续的时长，当所述时长达到预设的第一时长时，重新进行拨号连接。

上述的装置，可选的，还包括：暂存单元，其中，

所述暂存单元，用于所述数据传输模块中所述目标数据传输异常时，对所述目标数据进行暂存。

上述的装置，可选的，所述天线单元包括：棒状天线、射频线、N型射频连接器和I-PEX射频连接器，其中，

所述射频线两端分别焊接到所述N型射频连接器和所述I-PEX射频连接器，所述N型射频连接器焊接处进行塑封，所述I-PEX射频连接器与所述无线通信单元连接，所述棒状天线与所述N型射频连接器连接，并对各个连接处进行防水处理。

上述的装置，可选的，还包括：

定时重启模块，用于每间隔预设的第二时长对所述在线监测装置进行重启。

上述的装置，可选的，还包括：防护外壳，其中，

所述在线监测装置安装于所述防护外壳底部。

上述的装置，可选的，还包括：在所述在线监测装置和所述防护外壳底部之间安装绝缘衬板。

一种通信铁塔的在线监测方法，应用于所述在线监测装置，包括：

检测所述在线监测装置的状态；

当接收到所述待测通信铁塔的运行数据时，将所述运行数据进行转换和打包，得到目标数据，将所述目标数据传递给对应的数据云平台中；

当接收到所述终端发送的控制指令时，确定与所述控制指令对应的目标模块，依据所述控制指令，对所述目标模块进行调整。

与现有技术相比，本发明包括以下优点：

本发明公开了一种通信铁塔的在线监测装置，包括数据处理模块，用于对传感器模块传递的运行数据进行转换和打包成目标数据；所述传感器模块，用于采集待测通信铁塔的运行数据；所述接口模块，用于为传感器模块，电源和天线提供接口；所述数据传输模块，用于所述目标数据送到数据云平台并接收终端发送的控制指令；所述电源管理模块，用于将接收到的电压电流转换成符合各个模块供电要求的电压电流；所述终端，用于查看所述数据传输模块发送的数据并发送控制指令。所述处理器，用于检测所述在线监测装置的状态。当监测铁塔状态时，直接采用所述在线监测装置。避免了人工搭建的方式，监测系统的稳定性差，导致采集的数据不连续，数据实时性低的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例公开的一种通信铁塔的在线监测装置结构示意图；

图2为本申请实施例公开的一种采集板卡示意图；

图3为本申请实施例公开的一种传感器的安装示意图；

图4为本申请实施例公开的一种传感器的安装的又一示意图；

图5为本申请实施例公开的一种采集板卡的接口示意图；

图6为本申请实施例公开的一种采集板卡的连接方式示意图；

图7为本申请实施例公开的一种采集板卡的天线结构示意图；

图8为本申请实施例公开的一种通信铁塔的在线监测方法流程图。

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。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

本发明公开了一种通信铁塔的在线监测方法及装置，所述方法应用在通信铁塔的在线监测过程中，所述在线监测装置可以测量振动数据、倾角数据、温度数据、风速数据和风向数据等，因此，所述传感器模块中包含振动传感器，倾角传感器、温度传感器、风速传感器和风向传感器中的中的一种。本发明实施例中，所述在线监测装置的结构示意图如图1所示，包括：数据处理模块、传感器模块、接口模块，数据传输模块，电源管理模块，终端和处理器，其中，

所述数据处理模块，用于对传感器模块传递的运行数据进行转换和打包成目标数据；

所述传感器模块，用于采集待测通信铁塔的运行数据；

所述接口模块，用于为传感器模块，电源和天线提供接口；

所述数据传输模块，用于所述目标数据送到数据云平台并接收终端发送的控制指令；

所述电源管理模块，用于将接收到的电压电流转换成符合各个模块供电要求的电压电流；

所述终端，用于查看所述数据传输模块发送的数据并发送控制指令；

所述处理器，用于检测所述在线监测装置的状态，当接收到所述待测通信铁塔的运行数据时，将所述运行数据进行转换和打包，得到目标数据，将所述目标数据传递给对应的数据云平台中，当接收到所述终端发送的控制指令时，确定与所述控制指令对应的目标模块，依据所述控制指令，对所述目标模块进行调整。

本发明公开了一种通信铁塔的在线监测装置，包括：数据处理模块，用于对传感器模块传递的运行数据进行转换和打包成目标数据；传感器模块，用于采集待测通信铁塔的运行数据；接口模块，用于为传感器模块，电源和天线提供接口；数据传输模块，用于所述目标数据送到数据云平台并接收终端发送的控制指令；电源管理模块，用于将接收到的电压电流转换成符合各个模块供电要求的电压电流；终端，用于查看所述数据传输模块发送的数据并发送控制指令。处理器，用于检测所述在线监测装置的状态。当监测铁塔状态时，直接采用所述在线监测装置。避免了采用人工临时搭建的方式，监测系统的稳定性差，随机性强导致采集的数据不连续，数据的实时性低的问题。

本发明实施例中，所述数据传输模块包括：无线通信单元，天线单元和数据云平台，其中，

所述无线通信单元，用于连接网络信号；

所述天线单元，用于传输所述目标数据；

所述数据云平台，用于存储目标数据。

本发明实施例中，优选的，所述在线监测装置的对应模块集成在一个采集板上，所述采集板卡的示意图如图2所示，优选的，所述采集板卡安装在防护外壳的底部，所述防护外壳由机壳和机盖两部分组成。所述采集板卡具有RS485数字通道，8路模拟通道，AD转换模块、ARM核心板模块，电源管理模块，接口、SD卡、网口和无线通信模块，优选的，所述无线通信模块与天线模块相连接，其中，所述ARM核心板模块用于处理传感器系统采集到的数据，数据打包；优选的，所述采集板卡与云平台通过无线网络连接，所述数据传输与存储系统由无线通信模块、天线模块与数据云平台组成，负责将采集的目标数据发送和接收终端传递的控制命令，以及目标数据的存储；优选的，所述采集板卡连接终端设备(移动终端、PC等)，通过终端设备实现远程登录服务器查看目标数据和对目标数据进行分析，设定所述采集板卡中的采集参数。

所述防护外壳为铸造铝壳，机盖与壳体通过四枚六角防盗螺钉连接，并加装弹簧垫片，防止铁塔受风振动和地震振动影响脱落；机壳与机盖连接处通过内嵌槽位加装防水胶圈，同时机盖与壳体完成安装后进行玻璃胶打胶处理，保证机壳内部完全密封，增加了系统的可靠性。

具体的，传感器的安装示意图如图3和图4所示，其中，图3中3-1为传感器，3-2为传感器安装孔，3-3为传感器安装夹具，3-4为传感器安装孔， 3-5为U形卡子与抱杆安装孔。图4中4-1为U形卡子螺帽1，4-2为U形卡子螺帽2，4-3为弹垫，4-4为传感器安装螺钉，4-5为传感器安装弹垫，4-6 为传感器安装夹具，4-7为U形卡子，4-8为抱杆。

传感器3-1通过U形卡子4-7和传感器安装夹具4-6安装于抱杆4-8上，传感器3-1首先通过传感器安装螺钉4-4和弹垫4-3安装在传感器安装夹具4-6 上，通过设计传感器安装夹具4-6与U形抱箍安装在抱杆上，U形卡子4-1 端通过两个U型卡子螺帽1 4-1和U型卡子螺帽2 4-2拧紧，同时在安装完成时使用螺丝胶水防止松动。

其中，所述接口的示意图如图5所示，其中，5-1为电源航空插头孔位，5-2 为数字传感器航空插头孔位，5-3为模拟传感器航空插头孔位，5-4为N型射频连接器孔位，5-5为M16内螺纹安装孔，5-6防护外壳。包括：电源航空插头孔位5-1、数字传感器航空插头孔位5-2、模拟传感器航空插头孔位5-3和N 型射频连接器孔位5-4，孔位采用不同插针数目的航空插头与外部联通，方便现场安装，其中各个空位分别通过M16的内螺纹安装孔5-5安装，5-6为防护外壳，电源航空插头孔位的壳内端通过导线与采集板卡电源焊盘焊接，由于所述采集板卡自带低压差线性稳压器LDO(low dropout regulator)稳压模块，可直接采用通信机房开关电源48V直流电压供电，将所述直流电压传递给电源管理模块进行电压转换，优选的，采集板卡与防护外壳通过绝缘衬板连接，连接方式如图6所示，其中，6-1为采集板卡与绝缘衬板连接螺钉，6-2为绝缘衬板与外壳连接螺钉，6-3为防护外壳安装点(防护外壳自带内螺纹)，6-4 为采集板卡，6-5为采集板卡与绝缘衬板连接铜柱，6-6为绝缘衬板，6-7为防护外壳绝缘衬板。绝缘衬板6-6通过M6螺钉安装于防护外壳安装点(防护外壳自带内螺纹)6-3，绝缘衬板6-6与采集板卡6-4间使用连接铜柱6-5，连接铜柱6-5带有内螺纹，使用M6连接螺钉6-1在顶部使采集板卡6-4与连接铜柱6-5连接，在底部使绝缘衬板6-6与连接铜柱6-5连接，使用M6连接螺钉 6-1在底部使绝缘衬板6-6与连接铜柱6-5连接，最终实现采集板卡6-4悬空，其中，6-7为防护外壳，保证稳定运行状态。

优选的，对所述防护外壳内置的采集板卡进行三防漆处理，增加了采集板卡运行的稳定性，模拟传感器插头的壳内端通过导线与采集板卡模拟通道焊盘焊接和数字传感器插头的壳内端通过导线与采集板卡RS485焊盘焊接；天线模块与所述天线N转接头空位相连接，所述天线模块的结构示意图如图 7所示，其中，7-1为I-PEX射频连接器，7-2为射频线，7-3为射频线与N型射频连接器焊接点，7-4为防水胶圈，7-5为防松动螺帽，7-6为天线与N型射频连接器连接点(棒状天线处为内螺纹，N型射频连接器为外螺纹)，7-7 为棒状天线。所述天线模块包括：棒状天线7-7、射频线7-2、N型射频连接器和I-PEX5-1射频连接器；射频线7-2两端分别焊接到N型射频连接器7-3 和I-PEX射频连接器7-1，N型射频连接器焊接处7-3进行塑封加强强度；I-PEX 射频连接器7-1与采集板卡无线通信模块M孔位连接，具备外螺纹的N型射频连接器与N型射频器连接孔位5-4连接，棒状天线7-7通过自带的内螺纹连接到N型射频连接器外螺纹上，优选的，采用防水胶圈7-4进行防水处理，采用防松动螺帽7-5进行防松动处理。

其中，所述网口模块是为了实现现场环境下对在线监测装置进行调试设置的。

其中，所述SD卡是为了所述目标数据传输异常时，对所述目标数据进行暂存。

本发明实施例中，所述检测装置中还包括：检测单元，所述检测单元，用于检测与所述待测通信铁塔距离预设长度范围内的通信信号质量，依据所述通信信号质量调整所述无线通信单元的发射与接收功率。用于当所述信号的质量小于预设的信号质量阈值时，统计持续的时长，当所述时长达到预设的第一时长时，重新进行拨号连接。优选的，所述第一预设时长为10分钟。

本发明实施例中，优选的，为了消除所述在线监测装置中出现的累积错误，每间隔预设的第二时长对所述在线监测装置进行重启，优选的，所述预设的第二时长为24小时，采用电子狗设置每24小时软重启一次系统，进行初始化，消除软件系统出现的累计错误，保证采集数据的准确和可靠性，同时可在系统掉线失去联系时重新连接到服务器，稳定系统保持在线；

本发明实施例中，当恶劣条件发生掉线情况时，系统将在掉线期间系统将按照最后一次配置采集数据，数据存储到SD中，待网络恢复时自动长传至服务器，避免了数据丢失，提高了系统可靠性。

本发明实施例中，基于上述的装置，本发明实施例中，还提供了一种通信铁塔的在线监测方法，所述方法的执行流程如图8所示，包括：

S101、检测所述在线监测装置的状态；

本发明实施例中，所述在线监测装置一方面需要将采集到的数据传递到云平台，一方面需要将终端发送的控制指令传递给所述在线监测装置，依据所述控制指令，进行对应的调整。

S102、当接收到所述待测通信铁塔的运行数据时，将所述运行数据进行转换和打包，得到目标数据，将所述目标数据传递给对应的数据云平台中；

本发明实施例中，当接收到所述待测通信铁塔的运行数据时，将所述运行数据进行转换和打包，得到目标数据，优选的，一个云平台可以存储多个通信铁塔的数据，为每一个通信铁塔的目标数据分配一个标识，用来区分不同通信铁塔，所述标识可以为铁塔的编号，地理位置信息或者其它优选的标识。

S103、当接收到所述终端发送的控制指令时，确定与所述控制指令对应的目标模块，依据所述控制指令，对所述目标模块进行调整。

本发明实施例中，当接收到所述终端发送的控制指令时，解析所述控制指令中包含的控制参数，依据所述控制参数确定与所述控制指令对应的目标模块，依据所述控制参数，对所述目标模块进行调整。

本发明公开了一种通信铁塔的在线监测方法，应用于所述在线监测装置，包括：检测所述在线监测装置的状态；当接收到所述待测通信铁塔的运行数据时，将所述运行数据进行转换和打包，得到目标数据，将所述目标数据传递给对应的数据云平台中；当接收到所述终端发送的控制指令时，确定与所述控制指令对应的目标模块，依据所述控制指令，对所述目标模块进行调整。上述的方法，依据所述在线监测装置进行实现，避免了人工搭建的方式，监测系统的稳定性差，导致采集的数据不连续，数据实时性低的问题。

本发明实施例中，以若所述传感器模块中选取的传感器为振动传感器为例对所述在线监测方法的执行流程进行说明，优选的，将所述振动传感器安装在所述待测通信铁塔的测试位置，接通电源，将所述振动传感器采集的振动数据通过数据处理模块进行转换和打包处理后得到目标数据，将所述目标数据包依据所述数据传输模块传递给对应的数据云平台，终端需要查看所述待测试铁塔的目标数据时，直接通过所述数据云平台获取，当用户需要对所述在线监测装置中的任意模块进行控制时，可以通过终端发送对应的控制指令，其中所述控制指令可以为参数的调整或者模块功能的开启与关闭等。

需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。对于装置类实施例而言，由于其与方法实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

为了描述的方便，描述以上装置时以功能分为各种单元分别描述。当然，在实施本发明时可以把各单元的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。

通过以上的实施方式的描述可知，本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

以上对本发明所提供的一种通信铁塔的在线监测装置及方法进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种通信铁塔的在线监测装置，其特征在于，包括：数据处理模块、传感器模块、接口模块，数据传输模块，电源管理模块，终端和处理器，其中，

所述数据处理模块，用于对传感器模块传递的运行数据进行转换和打包成目标数据；

所述传感器模块，用于采集待测通信铁塔的运行数据；

所述接口模块，用于为传感器模块，电源和天线提供接口；

所述数据传输模块，用于所述目标数据送到数据云平台并接收终端发送的控制指令；

所述电源管理模块，用于将接收到的电压电流转换成符合各个模块供电要求的电压电流；

所述终端，用于查看所述数据传输模块发送的数据并发送控制指令；

所述处理器，用于检测所述在线监测装置的状态，当接收到所述待测通信铁塔的运行数据时，将所述运行数据进行转换和打包，得到目标数据，将所述目标数据传递给对应的数据云平台中，当接收到所述终端发送的控制指令时，确定与所述控制指令对应的目标模块，依据所述控制指令，对所述目标模块进行调整。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述数据传输模块包括：

无线通信单元，天线单元和数据云平台，其中，

所述无线通信单元，用于连接网络信号；

所述天线单元，用于传输所述目标数据；

所述数据云平台，用于存储目标数据。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，还包括：检测单元，其中，

所述检测单元，用于检测与所述待测通信铁塔距离预设长度范围内的通信信号质量，依据所述通信信号质量调整所述无线通信单元的发射与接收功率。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，还包括：

拨号子单元，用于当所述信号的质量小于预设的信号质量阈值时，统计持续的时长，当所述时长达到预设的第一时长时，重新进行拨号连接。

5.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，还包括：暂存单元，其中，

所述暂存单元，用于所述数据传输模块中所述目标数据传输异常时，对所述目标数据进行暂存。

6.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述天线单元包括：棒状天线、射频线、N型射频连接器和I-PEX射频连接器，其中，

所述射频线两端分别焊接到所述N型射频连接器和所述I-PEX射频连接器，所述N型射频连接器焊接处进行塑封，所述I-PEX射频连接器与所述无线通信单元连接，所述棒状天线与所述N型射频连接器连接，并对各个连接处进行防水处理。

7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括：

定时重启模块，用于每间隔预设的第二时长对所述在线监测装置进行重启。

8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括：防护外壳，其中，

所述在线监测装置安装于所述防护外壳底部。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，还包括：在所述在线监测装置和所述防护外壳底部之间安装绝缘衬板。

10.一种通信铁塔的在线监测方法，其特征在于，应用于所述在线监测装置，包括：

检测所述在线监测装置的状态；

当接收到所述待测通信铁塔的运行数据时，将所述运行数据进行转换和打包，得到目标数据，将所述目标数据传递给对应的数据云平台中；

当接收到所述终端发送的控制指令时，确定与所述控制指令对应的目标模块，依据所述控制指令，对所述目标模块进行调整。