CN113375716B - 基于多传感器数据融合的自供电输电线路在线监测系统 - Google Patents
基于多传感器数据融合的自供电输电线路在线监测系统 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种基于多传感器数据融合的自供电输电线路在线监测系统，包括多个检测节点，还包括光通信接收解调模块和数据处理模块；所述检测节点包括振动能量收集模块、传感模块和光通信调制发射模块。检测节点通过摩擦纳米发电机转换和收集能量，使用传感模块采集多类传感数据，通过光通信调制发射模块进行调制和发射，光通信接收解调模块对应接收、解调，传递给数据处理模块处理，处理过程包括对同类传感数据使用加权最小二乘法融合，对异类传感数据使用模糊综合评价法进行分析，最终得到监测结果。本发明对数据的两层分析提高了传感器所采集数据的精度，提高数据融合输出结果的有效性和可靠性。检测节点具有体积小、质量轻、自供电的特点。
Description
技术领域
本发明涉及无线光通信领域，尤其是一种基于多传感器数据融合的自供电输电线路在线监测系统。
背景技术
电网输电线路因受环境影响而运行状态复杂多变，覆冰、舞动和雷击等现象均会引起基础参量(如温度、弧垂和振动等)的有规律变化，输电线路的运行安全需要传感设备对这些参量进行感知与监测，以提前安全预警。然而，传统的输电线路在线监测方案的监测数据单一，现有电线数据监测往往只能孤立的监测某一两种环境参数，结果较为片面；并且存在监测范围受限的问题，监测范围常常限制于单个传感器周围的小片区域，忽略了输电线路其他区域的参数。这种传统的输电线路监测导致各组监测数据之间存在较大的误差，联动综合的数据分析也比较困难。随着人们对于输电线路检测及管理方面工作的效率和质量等方面要求的日益增高，传统的监测手段已经不能够满足当下对于更加实时、高效的线路监测系统的需求，因此，多传感器数据融合技术为开发实现更加实时、智能、高效的输电线路监测系统提供了可靠思路。
另外，当前输电线路传感器电能主要由传统化学电池供给或通过高压输电线获取，化学电池如锂电池等存在使用寿命短、报废后更换难度大成本高等缺陷。近来，通过收集环境能实现自取能传感逐渐成为输电线路监测系统供能技术的主要发展趋势。对于自取能的供电方式，通常通过收集太阳能等环境能并将其转化为电能从而实现系统能源供应，但太阳能作为环境能之一其能量转化效率太阳光照射的强烈程度息息相关，特别是在全天阳光照射总量较弱的地区，太阳能为输电线路监测节点的供电效果将大打折扣。同样是环境能，人们往往忽略作为输电线路严重危害之一的微风振动所携带的能量，因微风振动发生条件较易，因而其能量供给持续性非常可观，如若采用摩擦纳米发电机实现对微风振动能量的采集并转换为电能应用于传感器的自供能，这种技术将具有非常广阔的应用前景。
对于监测的数据，数据量庞大，并且无法直观、准确地反映出现场的环境情况。数据融合技术是一种在信息不丢失的前提下，采用一定的算法来减少数据量，从而达到减少存储空间，提高数据的存储、传输与处理效率的方法，此方法为多层次、多方面处理自动检测、联系、相关、估计以及来源的信息和数据的组合过程，并且其数据可由一个或多个信息源提供。在输电线路在线监测系统中，数据融合通过将依照时间顺序获取的海量若干传感器观测的多源数据按照一定规则进行自动的综合分析，从而完成所需要的决策和估计任务。数据融合可以在很大程度上提高数据的可靠性和精确程度，同时也可以在输电线路监测系统决策时提供一个有效的数据支持，这对于输电线路监测系统的可靠有效的决策和管理具有很大的学术和实用意义。
发明内容
本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种基于多传感器数据融合的自供电输电线路在线监测系统，以实现对输电线路环境的多维度、自供能、低功耗、无干扰监测。
本发明采用的技术方案如下：
一种基于多传感器数据融合的自供电输电线路在线监测系统，包括至少一个检测节点，还包括光通信接收解调模块和数据处理模块；所述检测节点包括振动能量收集模块、传感模块和光通信调制发射模块；其中：
所述振动能量收集模块被配置为：采集振动能量并转换为电能存储，为检测节点供电；
所述传感模块被配置为：采集检测节点所在位置的若干类传感数据；
所述光通信调制发射模块被配置为：将传感模块采集的各类传感数据调制为光信号向空中辐射；
所述光通信接收解调模块被配置为：采集辐射于空中的光信号，对采集的光信号进行光电转换、解调，将解调后的数据发送给所述数据处理模块；
所述数据处理模块被配置为：对于每一类传感数据，分别使用加权最小二乘法进行数据融合，得到对应于每一类传感数据的第一融合参数；将各第一融合参数使用模糊综合评价法进行分析，得到监测结果。
进一步的，所述振动能量收集模块采用垂直接触-分离式摩擦纳米发电机采集振动能量。
进一步的，所述振动能量收集模块包括摩擦纳米发电机和电能管理单元，所述电能管理单元包括整流桥和滤波电路，所述摩擦纳米发电机的输出端接入所述整流桥，所述整流桥连接所述滤波电路，将电荷输入所述滤波电路进行整流。经整流后输入电能管理单元的蓄电单元进行电能存储，蓄电单元为检测节点供电。
进一步的，所述滤波电路包括依次连接的电荷存储电路、阈值开关电路和半振荡电路；所述电荷存储电路连接所述整流桥。
进一步的，所述摩擦纳米发电机包括至少一组第二摩擦发电模块，所述第二摩擦发电模块包括相互匹配的第一电极部分和第二电极部分，所述第一电极部分包括介电薄膜层和电极层，所述第二电极部分为弹簧谐振结构，第一电极部分的所述电极层和所述第二电极部分作为所述第二摩擦发电模块的输出端。
进一步的，所述第一电极部分靠所述第二电极部分的一侧成弧形。
进一步的，所述第一电极部分包括支撑框架层，所述支撑框架层靠所述第二电极部分一侧成弧形；所述电极层和所述介电薄膜层依次设置于所述支撑框架层靠所述第二电极部分一侧上。
进一步的，所述摩擦纳米发电机包括N对第二摩擦发电模块，N为正整数；成对的第二摩擦发电模块共用一个第二电极部分；各第二摩擦发电模块堆叠设置。
进一步的，所述摩擦纳米发电机包括逐层设计的第一支撑框架层、第一电极层、第一介电薄膜层、第一弹簧钢片、第二介电薄膜层、第二电极层、第二支撑框架层、第三电极层、第三介电薄膜层、第二弹簧钢片、第四介电薄膜层、第四电极层和第三支撑框架层；所述第一支撑框架层、第一电极层、第一介电薄膜层和第一弹簧钢片构成一组第二摩擦发电模块；所述第一弹簧钢片、第二介电薄膜层、第二电极层、第二支撑框架层构成一组第二摩擦发电模块；所述所第二支撑框架层、第三电极层、第三介电薄膜层、第二弹簧钢片构成一组第二摩擦发电模块；所述第二弹簧钢片、第四介电薄膜层、第四电极层和第三支撑框架层构成一组第二摩擦发电模块；所述第二电极层和所述第三电极层相互连接。
进一步的，所述第一电极部分靠所述第二电极部分的一侧的弧线方程，为所述第二电极部分振动弯曲的弧线。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
1、在实际生活中，很多对环境参数评判范围的界定往往存在着一定的不确定性，经典的数据融合算法在处理数据不确定性的问题时存在一定的不足。本发明首先通过加权最小二乘法融合模型对同类传感数据进行融合分析，提高了传感器所采集数据的精度，为第二层数据融合模型提供了更高精度和更可靠的数据输入。其次结合模糊数学理论和经典数据融合综合评价的方法，基于模糊综合评价法对异类传感器的数据进行融合分析，给出定性与定量分析结合数评判结果，提高数据融合输出结果的有效性和可靠性。
2、本发明的摩擦纳米发电机，将多组摩擦纳米发电模块堆叠在一起，共用第一电极部分(中的电极层)或第二电极部分，在同等发电功率要求下，大幅缩减了发电机体积，并且在谐振的整个往复过程中均能发电，发电效率高。
3、本发明电能管理单元所设计的晶体闸流管及稳压二极管，不需要借助外部供电即可实现对电流的整型。
4、本发明采用光通信方式实现传感数据的传输，传输过程对输电线路产生附加影响。
附图说明
本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：
图1是基于多传感器数据融合的自供电输电线路在线监测系统的构造图。
图2是同类传感数据融合流程图。
图3是异类传感数据融合流程图。
图4是输电线路微风振动采集装置的构造示意图。
图5是电荷辅助电路的结构图。
图6是电能管理单元的电路图。
图7是采用两组第一摩擦发电模块和电荷辅助电路构造振动能量收集模块的实施例。
图8是采用一组第一摩擦发电模块和电荷辅助电路构造振动能量收集模块的实施例。
图9是电荷辅助电路及可变电容器工作状态图。
图10是摩擦纳米发电机结构的一个实施例。
图11是四组第二摩擦发电模块构造摩擦纳米发电机的实施例。
图12是图11的摩擦纳米发电机的发电性能测试图。
图13是检测节点和光通信调制发射模块安装的一个实施例。
图14是振动传感数据传递过程的状态示意图。
具体实施方式
本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
本说明书(包括任何附加权利要求、摘要)中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
本发明所涉及到的“第一”、“第二”等术语，仅为区别描述相应的技术特征对象，并不限定技术特征之间是否相同。
实施例一
本实施例公开了一种基于多传感器数据融合的自供电输电线路在线监测系统，如图1所示，包括至少一个检测节点，还包括光通信接收解调模块和数据处理模块。
检测节点用于检测所在环节的温度、湿度、振幅、频率、倾角等多个参数的传感数据，在每个检测节点上，集成了温度传感器、湿度传感器、电线倾角传感器和加速度传感器等传感器件，所有的传感器件即成为传感模块。检测节点检测的传感数据通过光通信调制发射模块调制为光信号向空中辐射。检测节点由振动能量收集模块供电。振动能量收集模块收集风致振动能量并转换为电能存储，为检测节点供电。振动能量收集模块采用接触-分离式摩擦纳米发电机(Triboelectric nanogenerator,TENG)采集振动能量。通常的，检测节点T安装于输电线路上，每间隔一定距离设置一个，如图13所示。输电线路在微风作用下振动，摩擦纳米发电机在微风振动的作用下，特性不同的发电材料间发生摩擦(如接触-分离式摩擦)，在材料特性的驱使下产生电流，输出电信号，将机械能转化为电能。该电能通过能量收集管理电路(含蓄电单元)收集存储，为整个检测节点T供电。
光通信接收解调模块则采集辐射于空中的光信号，该光信号为可见光信号，对采集的光信号进行光电转换，并利用与调制的逆方法对转换后的信号解调，将解调后的数据发送给数据处理模块。通常的，如图13所示，光通信接收解调模块R安装于铁塔上，铁塔上则可以安装锂电池能化学电池，也方便安装和更换。数据处理模块则通常安装于远端监控室，光通信接收解调模块R和数据处理模块之间通过无线或有线方式实现数据通信。
每个检测节点均包括多种参数传感器，每一种参数传感器分别采集对应的传感数据，则传感模块采集的数据则可以分为若干类。数据处理模块对于各传感模块采集的传感数据，分两层模型进行分析处理。第一层，对同类传感数据，分别使用加权最小二乘法进行数据融合，，分析同类传感数据之间的相似性，从而降低环境噪声和传感器自身误差对测量结果的影响，提高传感器监测数据的精度，得到对应于每一类传感数据的第一融合参数。例如对于各传感模块采集的温度传感数据，使用加权最小二乘法进行数据融合，得到对应温度的第一融合参数，对于其他类(如湿度等)传感数据同理。第二层，对每一类第一融合参数，使用模糊综合评价法进行分析，赋予每种第一融合餐宿不同的权重，得到第二融合参数，该第二融合参数即作为监测结果。
最小二乘法以误差理论为依据，通过寻找最小的误差平方值来确定数据的最佳函数匹配，是数据处理中误差最小、精确度最高的一种方法。加权最小二乘法就是在最小二乘法的基础上对不同数据赋予不一样的权重，即给误差较小的数据赋予较大的权重，给误差较大的数据赋予较小的权重，以降低误差较大的数据对于系统的影响。在输电线路监测系统中通过利用加权最小二乘法对每个传感器节点采集的同类传感器的原始数据进行估计，得到同类传感器数据融合函数模型，如果数据偏差较大就可以实现剔除和替换，因此提高测量数据的精度。基于加权最小二乘法对同类传感数据进行数据融合建模的具体计算流程如图2所示。
此处以一类传感数据为例，假设传感模块采集的同类传感数据的组数为n，即n个检测节点所采集的同类传感数据。记真实值为x；系统的n个测量值yi(i＝1,2…n)为n维系统测量向量Y，Y＝[y1y2y3…yn]T；环境噪声干扰和传感器自身的噪声统一表示为n维噪声向量e，e＝[e1e2e3…en]T。则n个传感器对系统的某一环境特征状态参数进行检测的观测方程为：Y＝Hx+e，其中H为n维的己知常向量即H＝[111…1]T；若用ymi表示第i个传感器的第m个测量结果，用ym表示每个传感器的测量结果的平均值，用εi表示每个传感器的测量方差，则传感器i的第m个测量结果的测量方差估计为
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通过以上步骤，即可得到传感器测量数据的加权最小二乘估计。
模糊综合评价法通过给出待评价的对象的若干评价因素，将这些评价因素构成评判因素集，这些因素能够综合地反映待评价对象的质量或状态；然后设置评判因素等级或评语集；再针对每个因素在该评判中所处的地位或所起到的作用，为每个因素设置一定的权重，构成权重集；在进行综合评判之前，对每个因素做一次单因素评价，得到一个评判，多个评判构成模糊关系矩阵，最后确定合成算子后，通过模糊关系的合成得到模糊综合评判结果。基于模糊综合评判法的异类传感数据融合具体流程如图3所示。
对应于图3，本实施例以4类传感数据-温度、湿度、倾角、加速度-为例，说明第二层数据处理流程，模糊综合评价法包括以下流程：
1)确定因素集U＝{u1,u2,u3,u4}
温度、湿度、倾角、加速度4类特征可以综合反映待评价对象的状态，本实施例中的评价因素集表示为：
U＝{u1,u2,u3,u4}＝{温度、湿度、倾角、加速度}
2)确定评语集V＝{v1,v2,v3,...,vm}
针对输电线路在线监测系统所检测到的环境特征参数的种类和数值范围将电线状态分为优、良、差，优表示电线的状态良好；良表示电线的状态一般，需要实时监控电线状态的变化，提高警惕；差说明电线状态较差，可能存在比较大的隐患，需要根据异常的特征环境因素对该电线采取一定的措施，避免意外的发生。故评语集可表示为：
V＝{v1,v2,v3}＝{优；良；差}
3)单因素评价，得到模糊评判矩阵R
根据模糊数学理论对评判因素集U中的的每一个评判因素ui(i∈[1,n])做一次单因素评判，确定被评价对象对于各评价因素等级的隶属度，根据隶属度最终可以计算得到系统的模糊评判矩阵R：
其中，rij表示被综合评判对象的评价因素对于评价因素等级的隶属度。
4)确定权重集W＝{w1,w2,w3,...,wn}
评判因素权重值wi的大小代表该因素在监测目标电线健康状态程度综合评判系统中的重要程度和影响力大小，此处通过层次分析法(Analytic Hierarchy ProcessAHP来确定权重集W＝{w1,w2,w3,...,wn}。
5)综合评价
根据上述步骤中得到的评判矩阵R和权向量W，可计算得出最终结果Y，即：
其中，运算符
代表加权平均型模糊关系合成计算。y1,y2,y3分别代表输电线路在国家标准下的状态优良程度评判等级的隶属度，y1对应优，y2对应良，y3对应差，其数值越大表明电线状态对于该等级的隶属度越高。
本实施例的输电线路在线监测系统的环境状态评估是通过集成对多种环境特征参数的测量结果来综合考虑对于目标区域环境状态的评估，综合评判的目的是根据所测量的多种环境特征参数将目标区域环境状态进行安全等级的评判。
实施例二
本实施例公开了振动能量收集模块的结构。
振动能量收集模块包括摩擦纳米发电机和电能管理单元3，电能管理单元3包括整流桥和滤波电路，摩擦纳米发电机的输出端接入整流桥，该整流桥获得摩擦纳米发电机输出的电荷，整流桥连接所述滤波电路，将电荷输入滤波电路进行整流输出。
在一些实施例中，如图4所示，振动能量收集模块包括至少一个第一摩擦发电模块1、与第一摩擦发电模块1数量相等的电荷辅助电路2，还包括电能管理单元3；第一摩擦发电模块1包括摩擦发电机构11和至少一个可变电容器12。摩擦纳米发电单元为弹簧谐振型摩擦纳米发电结构。
振动能量收集模块整体上属于垂直接触-分离式发电结构，具体到发电部件，第一摩擦发电模块1为弹簧谐振型发电结构。
摩擦发电机构11包括第一电极11a、第一介电薄膜11b和第二电极11c，第一介电薄膜11b带负电，所述第一介电薄膜11b设置于所述第一电极11a上。
如图5所示，电荷辅助电路2包括第一二极管21、第二二极管22和第一电容23，第一二极管21的正极与第二二极管22的负极连接到第一电极11a，第一二极管21的负极连接第一电容的第一端23a，第一电容的第二端23b与第二二极管22的正极连接到第二电极11c。第一电容的第一端23a作为电荷辅助电路2的第一输出端，第一电容的第二端23b作为电荷辅助电路2的第二输出端。
以一个可变电容器为例对各可变电容器12在第一摩擦发电模块1中的构造进行说明，其余可变电容器同理。可变电容器12的两个电极中，一个电极经整流桥31后连接电荷辅助电路2的第一输出端，即该电极与电荷辅助电路2的第一输出端分别连接整流桥31的两个交流输入端，可变电容器12的另一个电极连接电荷辅助电路2的第二输出端。振动能量收集模块设计了电荷辅助电路2以及相适配的可变电容器12，能够高效率地将微振动机械能转换为电能。基于摩擦纳米发电技术设计的能量采集装置具有体积小、质量轻的特点。
电能管理单元3包括上述整流桥31，以及连接整流桥31的滤波电路，由滤波电路输出直流电源。滤波电路包括依次连接的电荷存储电路、阈值开关电路和半振荡电路；所述电荷存储电路连接所述整流桥。如图6所示，电能管理单元3包括上述整流桥31，还包括第二电容32、晶体闸流管33、稳压二极管34、第三二极管35、第一电感36和第三电容37；第二电容32与整流桥31的两个直流输出端并联，晶体闸流管33的阳极和稳压二极管34的负极连接第二电容的第一端32a，晶体闸流管33的阴极连接第三二极管35的负极，晶体闸流管33的门极连接稳压二极管34的正极，第三二极管35的负极通过第一电感36连接第三电容的第一端37a，第三二极管25的正极和第三电容的第二端37b连接到第二电容的第二端32b，第三电容37的两端输出直流电源。第一摩擦发电模块1输出的电荷通过整流桥31后，电荷存储第二电容32中，当电压达到一定值后，由晶体闸流管33和稳压二极管34构成的阈值开关自动短接，将第二电容32中存储的电场能量瞬间释放至由第三二极管35、第一电感36和第三电容37构成的半振荡电路中。能量由第二电容32中的强电场能量转换为第一电感36中的磁场能量，再转化为第三电容37中的低电场能量，从而实现第一摩擦发电模块1输出电能与传感器件用电的利用效率优化。
振动能量收集模块中，第一摩擦发电模块1的数量可根据现场条件及需求进行灵活设计，相应的，电荷辅助电路2的数量也可成倍增加，即一个第一摩擦发电模块1与一个电荷辅助电路2配套，成套的设计，各套电路均连接到电能管理单元3的整流桥31上。如图7所示为装置设计两个第一摩擦发电模块1与两个电荷辅助电路2的实施例，一个第一摩擦发电模块1包括2个可变电容器12，各个摩擦发电机构11、可变电容器12堆叠设计，具体的，设两个第一摩擦发电模块1分别为第一摩擦纳米发电单元和第二摩擦纳米发电单元，两个摩擦纳米发电单元的摩擦发电机构11设计在堆叠结构的两端部，第一摩擦纳米发电单元和第二摩擦纳米发电单元的第一个可变电容器12均与自身的摩擦发电机构11相邻设计，第一摩擦纳米发电单元和第二摩擦纳米发电单元的第二个可变电容器12则交叉设计，这样可以将部分可变电容器的电极固定在一起，节约体积。
实施例三
如图8所示，本实施例以振动能量收集模块包括一个第一摩擦发电模块1，且第一摩擦发电模块1包含一个可变电容12为例，说明振动能量收集模块的结构。
振动能量收集模块包括摩擦发电机构11、可变电容器12、电荷辅助电路2以及电能管理单元3。
摩擦发电机构11为垂直接触-分离式发电结构，摩擦发电机构11包括第一电极11a、第一介电薄膜11b和第二电极11c，第一介电薄膜11b带负电，所述第一介电薄膜11b设置于所述第一电极11a上。
电荷辅助电路2包括第一二极管21、第二二极管22和第一电容23，第一二极管21的正极与第二二极管22的负极连接到第一电极11a，第一二极管21的负极连接第一电容的第一端23a，第一电容的第二端23b与第二二极管22的正极连接到第二电极11c。
可变电容器12包括第三电极12a和第四电极12b，第三电极12a连接第一电容的第二端23b，第四电极12b经整流桥31连接第一电容的第一端23a。
电能管理单元3包括上述整流桥31，还包括第二电容32、晶体闸流管33、稳压二极管34、第三二极管35、第一电感36和第三电容37；第二电容32与整流桥31的两个直流输出端并联，晶体闸流管33的阳极和稳压二极管34的负极连接第二电容的第一端32a，晶体闸流管33的阴极连接第三二极管35的负极，晶体闸流管33的门极连接稳压二极管34的正极，第三二极管35的负极通过第一电感26连接第三电容的第一端37a，第三二极管25的正极和第三电容的第二端37b连接到第二电容的第二端32b，第三电容37的两端输出直流电源。
在一些实施方式中，可变电容器12的结构设计为与摩擦发电机构11类似。可变电容器12包括第三电极12a和第四电极12b，在第四电极12b上，设置有第二介电薄膜12c，该第二介电薄膜12c不注入电荷，其绝缘隔离作用，使第三电极12a和第四电极12b在振动时不发生接触。各可变电容器12与摩擦发电机构11堆叠设置。各可变电容器12的第三电极12a均和第二电极11c保持相对静止，同步振动。例如最上级可变电容器12的第三电极12a与第二电极11c设置在同一层板上。
如图9所示，摩擦发电机构11在微风振动下，第一介电薄膜11b与第二电极11c之间周期性接触-分离，第一电极11a与第二电极11c则周期性为第一电容23充电，第一电容23上的电荷不断为可变电容器12充电，可变电容器12在微风振动下，第三电极12a和第四电极12b之间周期性靠近-远离，输出电流。由于可变电容器12上的电荷量由第一电容23不断注入，不受初始电荷量的限制，因此，输出功率较摩擦发电机构11更大，能量转换效率更高。
实施例四
本实施例公开了振动能量收集模块包括两个第一摩擦发电模块1整合构成的实施方式，两个第一摩擦发电模块1形成一个摩擦纳米发电结构。
如图10所示，摩擦纳米发电结构包括固定框架111，该固定框架111由三层板材：第一层板1111、第二层板1112、第三层板1113成上中下结构间隔排列，通过两侧的第一侧板1114和第二侧板1115固定而成。在第一层板1111的下表面，向下逐层设置第一层电极1121、第一介电材料层1131；第二层板1112的上表面，向上逐层设置第二层电极1122、第二介电材料层1132；第二层板1112的下表面，向下逐层设置第三层电极1123、第三介电材料层1133；第三板层1113的上表面，向上逐层设置第四层电极1124、第四介电材料层1134。在固定框架111内，设置有活动构件114，该活动构件114上下两侧通过共振弹簧115与固定框架111保持间隙，且实现上下摆动。活动构件114包括第四层板1141、第五层板1142，第四层板1141位于第一层板1111和第二层板1112之间，第五层板1142位于第二层板1112和第三层板1114之间，第四层板1141和第五层板1142通过两侧的第三侧板1143和第四侧板1144固定为一体。第四层板1141上下表面均设置有第五层电极1125，第五层板1142上下表面均设置有第六电极1126。进一步的，由于介电材料层均非常平整，为防止活动构件114摆动时与介电材料层粘附在一起，贯穿第四层板1141和第五层电极1125设置有第一气孔1145，贯穿第五层板1142和第六层电极1126设置有第二气孔1146。
如上结构，即将两个第一摩擦发电模块1整体设计为一体。在此基础上，可通过扩充固定框架111的层板、活动构件114的层板、电极数量和介电材料层数量来将多个第一摩擦发电模块构建为一体。
实施例五
本实施例公开了振动能量收集模块的另一种结构。
在一些实施例中，摩擦纳米发电机包括至少一组第二摩擦发电模块4，第二摩擦发电模块4包括相互匹配的第一电极部分41和第二电极部分42，第一电极部分41包括介电薄膜层和电极层，第二电极部分42为弹簧谐振结构，第一电极部分41的电极层和第二电极部分42作为对应第二摩擦发电模块4的输出端。优选的，第一电极部分41靠所述第二电极部分42的一侧成弧形，该设计可以在第二电极部分42振动时，提高发电机的发电效率。具体的，第一电极部分41靠第二电极部分42的一侧的弧线方程，为第二电极部分42振动弯曲的弧线，因此，第二电极部分42振动时将和第一电极部分41完全贴合。
对于摩擦纳米发电机所包含的第二摩擦发电模块4的组数，对于本发明方案的实现而言，没有影响，对于发电机的发电效率和体积有影响。优选的，本发明中，第二摩擦发电模块4的组数为偶数，且成对设计，成对的第二摩擦发电模块4共用第二电极部分42，即共用弹簧谐振结构。各组第二摩擦发电模块4堆叠设置。输电线振动时，第二电极部分42受激振动，第二电极部分42会形成与上下介电薄膜层的周期性接触-分离运动。介电薄膜层表面由于接触摩擦产生束缚的表面负电荷，当第二电极部分42与上部分的介电薄膜层接触时，会感应出正电荷，上部分的电极层出现负电荷。当第二电极部分42与上部分的介电薄膜层分离时，上部分的电极层出现正电荷，第二电极部分42产生负电荷。当第二电极部分42与下部分的介电薄膜层接触时，第二电极部分42感应出正电荷，下部分的电极层出现负电荷。电极层及第二电极部分42的电荷会在接触-分离过程中，在第二电极部分42和电极层之间来回流动，形成电能输出。
如图11所示，本实施例以四组第二摩擦发电模块4构成摩擦纳米发电机为例进行说明。摩擦纳米发电机包括逐层设计的第一支撑框架层41a、第一电极层41b、第一介电薄膜层41c、第一弹簧钢片42a、第二介电薄膜层41d、第二电极层41e、第二支撑框架层41f、第三电极层41g、第三介电薄膜层41h、第二弹簧钢片42b、第四介电薄膜层41i、第四电极层41j和第三支撑框架层41k。第一支撑框架层41a、第一电极层41b、第一介电薄膜层41c和第一弹簧钢片42a构成一组第二摩擦发电模块4；第一支撑框架层41a靠第一弹簧钢片42a一侧成弧形，第一电极层41b、第一介电薄膜层41c依次设置于第一支撑框架层41a上。第一弹簧钢片42a、第二介电薄膜层41d、第二电极层41e、第二支撑框架层41f构成一组第二摩擦发电模块4。第二支撑框架层41f、第三电极层41g、第三介电薄膜层41h、第二弹簧钢片42b构成一组第二摩擦发电模块42。第二支撑框架层41f靠第一弹簧钢片42a、第二弹簧钢片42b的两侧均成弧形，第二电极层41e、第三电极层41g分别设置于第二支撑框架层41f的两侧，第二介电薄膜层41d和第三介电薄膜层41h分别设置于第二电极层41e和第三电极层41g表面。第二弹簧钢片42b、第四介电薄膜层41i、第四电极层41j和第三支撑框架层41k构成一组第二摩擦发电模块42，第三支撑框架层41k靠第二弹簧钢片42b一侧成弧形，第四电极层41j和第四介电薄膜层41i逐层设置于第三支撑框架层41k的该弧形一侧。第二电极层41e和第三电极层41g相互连接，对外成一个输出端。即第一电极层41b作为一个输出端，第二电极层41e和第三电极层41g的连接处作为一个输出端，第四电极层41j作为一个输出端，三个输出端并联后，连接整流桥的一个输入端；第一弹簧光片42a作为一个输出端，第二弹簧钢片42b作为一个输出端，两个输出端并联后，连接整流桥的另一输入端。
堆叠设计的四组第二摩擦发电模块4中，公用了两层弹簧钢片和一层支撑框架层，可以有效缩减发电机的体积。并且此设计在弹簧钢片发生任一方向振动时，模块均能输出电能，本实施例设计的摩擦纳米发电机的发电性能如图12所示。
实施例六
本实施例以LED光作为可见光信号源为例，公开了检测节点与光通信接收解调模块之间的数据通信方式。
检测节点的传感模块采集检测节点所在环境的温度、湿度、振幅、倾角、频率等传感数据，利用光通信调制发射模块中的调制器对采集的传感数据进行调制，得到调制信号，利用调制信号驱动光通信调制发射模块中的LED灯向空中辐射光信号。
光通信调制发射模块接收该光信号，利用前端的光电转换器件将该光信号转换为电信号，通过解调器对该转换的电信号进行解调，还原出传感数据。显然，调制器和解调器成匹配关系。
当前传感监测节点多采用传统的如基于2.4GHz频段的ZigBee、蓝牙通信等无线通信技术普遍具有功耗较大、易对其他电子元件造成电磁干扰(EMI)等缺点。本实施例利用半导体照明技术进行光通信，具备绿色环保、低功耗、调制性能好、响应灵敏度、无干扰等有点。
实施例七
本实施例公开了对输电线路风致振动的振幅、频率监测的传感数据的采集、调制、发射的实现方案。
本实施例中，振动能量收集模块采用摩擦纳米发电机采集振动能量，摩擦纳米发电机发电过程中输出的电信号经能量收集管理电路收集后存储为电能。同时，摩擦纳米发电机输出的电信号的振幅与频率与输电线摆动的幅度与频率成正相关，能够反映出输电线振动的情况，因此，本实施例将该电信号同时作为反映输电线振动状况的传感数据，无需安装多余的传感器来重新监测输电线的振动情况。本实施例中，传感模块获取摩擦纳米发电机输出的电信号作为对振动监测的传感数据。除此之外，上述摩擦纳米发电机输出的电信号为模拟信号，能够直接作用LED灯，因此，本实施例还将上述电信号作为驱动LED灯的信号源。但考虑到该电信号为交流电，因此，本实施例采用调制器(如MOS调制器)对该电信号进行了简单调制，如图14所示，将其加上一个基准电压，作为调制信号，以该调制信号作用LED灯，控制LED灯点亮的光强大小和频率，实现向空中辐射光信号，由此，实现了对传感数据的无线传输，此过程省去了编码过程和相应的器件，对于光信号的接收端，也节省了解码过程和相应的解码器。
对应的，本实施例还公开了一种基于LED光通信的输电线路自供电振动监测方法，包括：
采用摩擦纳米发电机将输电线振动的机械能转换为电能存储；
获取摩擦纳米发电机输出的第一电信号；
对获取的所述第一电信号进行调制，获得调制信号；
利用所述调制信号驱动LED灯向空中辐射光信号；
利用光电转换元件采集空中辐射的光信号并转换为第二电信号，对第二电信号以上述调制过程的逆过程进行解调，得到目标数据。将解调后的目标数据上报。
本实施例巧妙地将摩擦纳米发电机产生的电信号进行一路三用，同时作为自供能环节的能量来源、代表输电线摆动情况的传感信号，以及LED灯光通信的直接调制信号源，实现了系统的自采电，省去了传感器模块，降低监测系统的功耗和体积，实现系统部件的轻量化。由于采用了电信号直接调制以控制LED灯点亮的光强度和频率，节省了对传感信号的编码、解码过程，大幅降低了系统工作负荷，提高了数据采集和传输的效率，提高了监测的实时性。
本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。
Claims (4)
1.一种基于多传感器数据融合的自供电输电线路在线监测系统，其特征在于，包括至少一个检测节点，还包括光通信接收解调模块和数据处理模块；所述检测节点包括振动能量收集模块、传感模块和光通信调制发射模块；其中：
所述振动能量收集模块被配置为：采集振动能量并转换为电能存储，为检测节点供电；所述振动能量收集模块包括摩擦纳米发电机；所述摩擦纳米发电机包括N对第二摩擦发电模块（4），N为正整数；所述第二摩擦发电模块（4）包括相互匹配的第一电极部分（41）和第二电极部分（42），所述第一电极部分（41）包括介电薄膜层和电极层，所述第二电极部分（42）为弹簧谐振结构，所述第一电极部分（41）靠所述第二电极部分（42）的一侧成弧形，第一电极部分（41）的所述电极层和所述第二电极部分（42）作为所述第二摩擦发电模块（4）的输出端；成对的第二摩擦发电模块（4）共用一个第二电极部分（42）；各第二摩擦发电模块（4）堆叠设置；
所述摩擦纳米发电机包括逐层设计的第一支撑框架层（41a）、第一电极层（41b）、第一介电薄膜层（41c）、第一弹簧钢片（42a）、第二介电薄膜层（41d）、第二电极层（41e）、第二支撑框架层（41f）、第三电极层（41g）、第三介电薄膜层（41h）、第二弹簧钢片（42b）、第四介电薄膜层（41i）、第四电极层（41j）和第三支撑框架层（41k）；所述第一支撑框架层（41a）、第一电极层（41b）、第一介电薄膜层（41c）和第一弹簧钢片（42a）构成一组第二摩擦发电模块（4）；所述第一弹簧钢片（42a）、第二介电薄膜层（41d）、第二电极层（41e）、第二支撑框架层（41f）构成一组第二摩擦发电模块（4）；所述第二支撑框架层（41f）、第三电极层（41g）、第三介电薄膜层（41h）、第二弹簧钢片（42b）构成一组第二摩擦发电模块（4）；所述第二弹簧钢片（42b）、第四介电薄膜层（41i）、第四电极层（41j）和第三支撑框架层（41k）构成一组第二摩擦发电模块（4）；所述第二电极层（41e）和所述第三电极层（41g）相互连接；
所述传感模块被配置为：采集检测节点所在位置的若干类传感数据；
所述光通信调制发射模块被配置为：将传感模块采集的各类传感数据调制为光信号向空中辐射；
所述光通信接收解调模块被配置为：采集辐射于空中的光信号，对采集的光信号进行光电转换、解调，将解调后的数据发送给所述数据处理模块；
所述数据处理模块被配置为：对于每一类传感数据，分别使用加权最小二乘法进行数据融合，得到对应于每一类传感数据的第一融合参数；将各第一融合参数使用模糊综合评价法进行分析，得到监测结果。
2.如权利要求1所述的基于多传感器数据融合的自供电输电线路在线监测系统，其特征在于，所述振动能量收集模块还包括电能管理单元（3），所述电能管理单元（3）包括整流桥和滤波电路，所述摩擦纳米发电机的输出端接入所述整流桥，所述整流桥连接所述滤波电路，将电荷输入所述滤波电路进行整流。
3.如权利要求2所述的基于多传感器数据融合的自供电输电线路在线监测系统，其特征在于，所述滤波电路包括依次连接的电荷存储电路、阈值开关电路和半振荡电路；所述电荷存储电路连接所述整流桥。
4.如权利要求1~3任一所述的基于多传感器数据融合的自供电输电线路在线监测系统，其特征在于，所述第一电极部分（41）靠所述第二电极部分（42）的一侧的弧线方程，为所述第二电极部分（42）振动弯曲的弧线。
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Families Citing this family (6)
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|---|---|---|---|---|
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| CN116295811A (zh) * | 2023-05-18 | 2023-06-23 | 华东交通大学 | 基于自取能rfid传感器的输电线路下方桥梁状态检测装置 |
| CN116306893B (zh) * | 2023-05-24 | 2023-07-28 | 华东交通大学 | 一种接触网覆冰预警方法 |
| CN117233541B (zh) * | 2023-11-15 | 2024-03-15 | 国网甘肃省电力公司张掖供电公司 | 一种配电网电力线路运行状态测量方法及测量系统 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101586971A (zh) * | 2009-06-19 | 2009-11-25 | 国网电力科学研究院武汉南瑞有限责任公司 | 输电线路覆冰预警及动态增容系统的在线监测装置 |
| CN106330301A (zh) * | 2016-08-12 | 2017-01-11 | 上海卫星工程研究所 | 太阳光泵浦激光器地面通信性能验证与测试系统 |
| CN107508488A (zh) * | 2017-09-13 | 2017-12-22 | 大连海事大学 | 基于摩擦纳米发电机的船舶振动能采集与智能监测装置 |
| CN109541631A (zh) * | 2019-01-07 | 2019-03-29 | 杭州蓝芯科技有限公司 | 一种基于光飞行时间的大视场面阵探测雷达 |
| CN110661342A (zh) * | 2019-10-22 | 2020-01-07 | 成都高斯电子技术有限公司 | 一种电气设备隐患监测系统及其工作方法 |
| CN111513418A (zh) * | 2020-04-28 | 2020-08-11 | 深圳大学 | 一种智能鞋垫及其制备方法和应用 |
| KR20210017133A (ko) * | 2019-08-07 | 2021-02-17 | 주식회사 프론트유 | 다중 센서 데이터 수집 전파 장치 및 안전 모니터링 시스템 |
Family Cites Families (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7440699B1 (en) * | 2004-06-28 | 2008-10-21 | Lockheed Martin Corporation | Systems, devices and methods for transmitting and receiving signals on an optical network |
| US8764653B2 (en) * | 2007-08-22 | 2014-07-01 | Bozena Kaminska | Apparatus for signal detection, processing and communication |
| US9404775B2 (en) * | 2008-04-30 | 2016-08-02 | Honeywell International Inc. | Systems and methods for identifying faulty sensors |
| CN102735966A (zh) * | 2012-06-12 | 2012-10-17 | 燕山大学 | 一种输电线路评估诊断系统和方法 |
| EP2911723B1 (en) * | 2012-10-29 | 2017-11-22 | Sanofi-Aventis Deutschland GmbH | Drug delivery device with drug container comprising a sensor and optical data transmission system |
| CN104318347A (zh) * | 2014-09-30 | 2015-01-28 | 上海电力学院 | 一种基于多传感器信息融合的输电线路覆冰状态评估方法 |
| CN204946279U (zh) * | 2015-09-16 | 2016-01-06 | 国家电网公司 | 基于多传感器数据融合输电线路杆塔异常预警装置 |
| KR101630370B1 (ko) * | 2015-11-03 | 2016-06-14 | 씨앤씨에이드 주식회사 | 선로진단시스템 |
| US9793991B2 (en) * | 2016-03-15 | 2017-10-17 | Simmonds Precision Products, Inc. | Optically interfaced remote data concentrator |
| US9906300B2 (en) * | 2016-05-20 | 2018-02-27 | Rosemount Aerospace Inc. | Optically powered transducer module |
| CN107453643A (zh) * | 2017-09-11 | 2017-12-08 | 浙江大学 | 基于桥梁振动的接触式摩擦发电装置 |
| EP3506533B1 (en) * | 2017-12-29 | 2022-03-30 | Nokia Technologies Oy | Sensing apparatus and system |
| CN112290450B (zh) * | 2020-10-19 | 2021-11-09 | 重庆邮电大学 | 一种面向输电线路舞动状态的自驱动传感方法 |
-
2021
- 2021-06-01 CN CN202110608970.XA patent/CN113375716B/zh active Active
- 2021-08-24 WO PCT/CN2021/114404 patent/WO2022252408A1/zh active Application Filing
- 2021-08-24 US US17/610,695 patent/US20240039631A1/en active Pending
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101586971A (zh) * | 2009-06-19 | 2009-11-25 | 国网电力科学研究院武汉南瑞有限责任公司 | 输电线路覆冰预警及动态增容系统的在线监测装置 |
| CN106330301A (zh) * | 2016-08-12 | 2017-01-11 | 上海卫星工程研究所 | 太阳光泵浦激光器地面通信性能验证与测试系统 |
| CN107508488A (zh) * | 2017-09-13 | 2017-12-22 | 大连海事大学 | 基于摩擦纳米发电机的船舶振动能采集与智能监测装置 |
| CN109541631A (zh) * | 2019-01-07 | 2019-03-29 | 杭州蓝芯科技有限公司 | 一种基于光飞行时间的大视场面阵探测雷达 |
| KR20210017133A (ko) * | 2019-08-07 | 2021-02-17 | 주식회사 프론트유 | 다중 센서 데이터 수집 전파 장치 및 안전 모니터링 시스템 |
| CN110661342A (zh) * | 2019-10-22 | 2020-01-07 | 成都高斯电子技术有限公司 | 一种电气设备隐患监测系统及其工作方法 |
| CN111513418A (zh) * | 2020-04-28 | 2020-08-11 | 深圳大学 | 一种智能鞋垫及其制备方法和应用 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 余鲲 ; 蔡月明 ; 孙建东 ; 刘明祥 ; .基于多传感器信息融合的输电线路覆冰状态评估方法.仪表技术.2018,(04),第17-21页. * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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