CN115278580B - 一种基于无线自组网的电力铁塔检测系统 - Google Patents

一种基于无线自组网的电力铁塔检测系统 Download PDF

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Abstract

一种基于无线自组网的电力铁塔检测系统，属于电力技术领域。本发明解决了现有电力铁塔检测装置固定在固定位置存在检测遗漏率大，由于位置偏远，数据传输困难的问题。本发明采用铁塔爬行装置实现铁塔的故障检测，并采用自动插接的方式连接，将铁塔爬行装置采集的数据传输至顶部数据传输分析装置，顶部数据传输分析装置采用自组网的方式进行多节点之间数据传递，通过获取最优路径的方式实现数据的并进行数据传输，再通过无线通信装置与互联网连接，实现快速高效的数据传输。本发明适用于电力铁塔故障自动检测。

Description

一种基于无线自组网的电力铁塔检测系统
技术领域
本发明属于电力技术领域。
背景技术
电力铁塔由于被架设在自然环境迥异的地区，常常存在着被外力破坏的现象。所述外力破坏的主要原因包括：人为主动或被动的破坏,地质原因造成的下沉或倾斜，当前应对外力破坏的措施，主要是采取视频监控。但视频监控由于清晰度不够或视野被遮挡的原因，一般观察不到铁塔细节，加上由于电源及数据传输的限制，多数位于偏远地区的电力铁塔的状态都没有办法实现实时监测，所以对于一些外力破坏存在着反应不及时的缺点。例如，遇到夜晚发生的车辆碰撞铁塔或盗取铁塔材料，常规的处置方法是等待白天视频监控人员发现或者巡线人员发现并反馈，存在反馈不及时或遗漏的问题。
发明内容
本发明目的是为了解决现有电力铁塔检测装置固定在固定位置存在检测遗漏率大，由于位置偏远，数据传输困难的问题，提出了一种基于无线自组网的电力铁塔检测系统。
本发明所述的一种基于无线自组网的电力铁塔检测系统，包括四个铁塔爬行装置、顶部数据传输分析装置和中心监控平台；
顶部数据传输分析装置包括环形壳体，所述环形壳体卡接在所述铁塔的顶端，电力铁塔四边的角铁上均设置有限位块，所述限位块位于角铁的下半部；
每个铁塔爬行装置均包括爬行机构和检测壳体；所述爬行机构用于带动检测壳体沿铁塔四边的角铁上下移动，所述铁塔爬行装置在顶部数据传输分析装置与底部限位块之间运动；
每个检测壳体的上表面均设有突出的信号传输触头；
环形壳体的下表面设置有四个插接口，所述四个插接口与四个检测壳体上表面的信号传输触头相对应；
每个检测壳体内均设置有震动传感器、位移传感器、红外测距传感器、倾斜传感器和子控制器；
环形壳体内设置有主控制器、无线通信电路、自组网模块和摄像头组；
红外测距传感器的接收端穿过检测壳体的侧壁，与红外测距传感器的发射端相对设置；红外测距传感器的发射端设置在固定桩顶端，所述固定桩设置在地面上；
红外测距传感器用于检测铁塔每个角铁上限位块的位置到固定桩顶点之间的距离；
震动传感器用于采集铁塔的震动信号，并将采集的信号传输至子控制器；
倾斜传感器用于采集铁塔每个边竖直方向的角铁的角度，并将采集的信号传输至子控制器；
所述子控制器将铁塔的震动信号、每个角铁竖直方向的角度信号、铁塔爬行装置的位移信号和限位块位置到固定桩顶端之间的距离传输至主控制器；
所述主控制器用于根据限位块位置到固定桩顶端之间的距离，判断铁塔是否下沉，若存在下沉，访问红外测距传感器的历史检测的数据，获取铁塔的下沉速度和开始下沉时间；
主控制器还通过铁塔的震动信号判断铁塔是否存在震动，若是存在震动,根据四个震动传感器采集的信息判断震动源是否在铁塔上，若是在铁塔上，控制摄像头组开启电源，获取震源图像；
主控制器还通过每个角铁竖直方向的角度信号判断铁塔是否存在倾斜，若铁塔存在倾斜，计算倾斜方向及倾斜角度，当铁塔倾斜角度超过5度时，控制四个铁塔爬行装置同时向铁塔下方运动，并向四个铁塔爬行装置发送摄像头组开启电源控制信号，判断T时间内个四个铁塔爬行装置是否返回，若是T时间内任意一个铁塔爬行装置未返回，则通过自组网模块或无线通信电路发送报警信号，并将返回的铁塔爬行装置采集的图像信号与报警信号同时发送出去；
主控制器还判断无线通信电路是否与无线通信基站连接，若连接则将自身作为终端传输节点；向自组网模块发送终端传输节点设定信号；
若不连接，主控制器向自组网模块发送辅助传输节点设定信号，通过自组网模块获取连接终端传输节点的最优路径,并将自身的震源图像、铁塔的下沉速度和开始下沉时间信息压缩为数据包，控制自组网模块通过最优传输路径将数据包发送至终端传输节点；
自组网模块用于与信号覆盖范围内的其他辅助传输节点进行无线连接；接收的其他辅助传输节点发送的数据包，并将接收的数据包按照对应的最优路径转发出去或按照自身节点接收的最优路径向其他辅助传输节点发送数据包；
终端传输节点的主控制器还用于将自组网模块接收的数据包转发至无线通信电路；
中心监控平台用于对接收的数据包进行解压缩，获取每个节点铁塔的震源红外图像、铁塔的下沉速度、开始下沉时间和节点编号；
中心监控平台还对震源红外图像进行识别，提取图像中的红外热源轮廓，通过红外热源轮廓判断红外热源是否为人，若判断结果为红外热源为人，则对图像进行显示，同时根据铁塔编号向铁塔所在区域电网部门发送报警信息，并向对应节点的主控制发送视频拍摄控制号。
进一步地，本发明中，中心监控平台还根据铁塔编号获取铁塔的地理位置信息，通过互联网获取铁塔所在地的地质特性及是否存在施工，并根据每个铁塔所在地的地质特性信息、铁塔位置是否存在施工和铁塔下沉的速度及下沉时间，对铁塔的下沉原因进行分析。
进一步地，本发明中，铁塔爬行装置还包括下部保护壳、两个磁性滚轮、滚轮支撑杆、限位柱和行走电机；
下部保护壳底部为向内凹陷的两个斜面，两个斜面之间的夹角为直角，两个斜面均开有滚轮凸出孔；
行走电机通过支架固定在下部保护壳内部，行走电机用于带动主动锥齿轮旋转，主动锥齿轮和从动锥齿轮相互啮合、且二者主轴夹角为直角，主动锥齿轮和从动锥齿轮的主轴分别与两个磁性滚轮一端的圆心固定连接，两个磁性滚轮分别通过滚轮支撑杆架设在下部保护内，两个磁性滚轮的外圆周面分别凸出于两个滚轮凸出孔，两个磁性滚轮的外圆周面分别能够吸附在铁塔角铁的两外壁；下部保护壳的下部还开有限位口，所述限位口设置在滚轮凸出孔的两侧，限位柱与限位口相适应,所述限位柱沿铁塔角铁两个垂直面的长度方向设置。
进一步地，本发明中，顶部数据传输分析装置还包括存储器，所述存储器用于按时间顺序存储铁塔爬行装置传输的数据。
进一步地，本发明中，铁塔爬行装置的下部保护壳为金属壳体，顶部数据传输分析装置的环形壳体的下表面设置有电磁铁和接近开关，当铁塔爬行装置接近环形壳体，接近开关闭合，电磁铁上电，对下部保护壳进行吸附，铁塔爬行装置上表面的信号传输触头与顶部数据传输分析装置下表面插接口插接。
进一步地，本发明中，铁塔爬行装置的磁性滚轮包括内轮，内轮外圆周面通过弹簧连接有多个磁性片。
进一步地，本发明中，每个主控制器内存储有n个铁塔的地理位置和编号，当主控制器201判断自身所在铁塔为终端传输节点时，根据n个铁塔的地理位置和编号对每个辅助传输节点信息传输的最优路径进行规划，按照规划的最优路径分别向每个辅助传输节点传输最优传输路径信息，并等待状态反馈信号，根据状态反馈信号判断路径是否存在无线连接故障，若存在无线连接故障则对最优传输路径重新规划。
进一步地,本发明中, 主控制器获取震源图像的具体方法为:
判断四个铁塔爬行装置传递的震动信号的强度是否相同,若是相同,则认为震动不在铁塔上,若是不同,则将震动最强的方向作为震源方向,控制四个铁塔爬行装置的摄像头组打开,并将摄像头组的拍摄面调整至震源方向，多角度获取阵震源图像。
进一步地，本发明中，检测壳体的下侧设置有插接口；
每个底部限位块的上表面也设置有突出的信号传输触头，底部限位块上的信号传输触头与检测壳体下表面的插接口相对应；
铁塔四边的角铁的侧面均设置有固定桩，所述固定桩顶点上均设置有红外测距传感器的发射端，所述红外测距传感器的发射端用于向接收端发射红外光线；所述发射端的开关控制信号触发端与底部限位块的信号传输触头连接，当铁塔爬行装置运动至限位块，检测壳体下表面的插接口与限位块上的信号传输触头连接，向红外测距传感器的发射端发送触发信号，红外测距传感器的发射端开始发射红外信号。
进一步地，本发明中，摄像头组包括红外摄像头和高清摄像头。
本发明采用铁塔爬行装置实现铁塔的故障检测，并采用自动插接的方式连接，将铁塔爬行装置采集的数据传输至顶部数据传输分析装置，顶部数据传输分析装置采用自组网的方式进行多节点之间数据传递，通过获取最优路径的方式实现数据的并进行数据传输，再通过无线通信装置与互联网连接， 当传输网络中存在多个终端传输节点时，辅助传输节点自行判断到达哪个终端传输节点的最优路径经过的辅助传输节点最少，选择到达终端传输节点经过的辅助传输节点个数最少的传输路径作为自身的最优传输路径，实现快速高效的数据传输，且能够实现定时控制铁塔爬行装置在铁塔的四个角进行巡检，这样能够快速实现对铁塔材料被非法偷盗的报警，在检测到铁塔震动或倾斜时即可实现数据采集传输报警，中心监控平台能够快速获取信息，减少经济损失。
附图说明
图1是本发明所述基于大数据的电力铁塔检测系统的原理框图；
图2是铁塔爬行装置的原理框图；
图3是铁塔爬行装置的爬行结构示意图；
图4是铁塔爬行装置的整体结构示意图；
图5是图3中的A部放大图；
图6是顶部数据传输分析装置的结构示意图；
图7是磁性滚轮的结构示意图。
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作出创造性劳动的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。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
具体实施方式一：下面结合图1、图2和图5说明本实施方式，本实施方式所述一种基于无线自组网的电力铁塔检测系统，包括四个铁塔爬行装置1、顶部数据传输分析装置2和中心监控平台；
顶部数据传输分析装置2包括环形壳体205，所述环形壳体205卡接在所述铁塔的顶端，电力铁塔四边的角铁上均设置有限位块，所述限位块位于角铁的下半部；
每个铁塔爬行装置1均包括爬行机构和检测壳体107；所述爬行机构用于带动检测壳体沿铁塔四边的角铁上下移动，所述铁塔爬行装置1在顶部数据传输分析装置2与底部限位块之间运动；
每个检测壳体107的上表面均设有突出的信号传输触头112；
环形壳体205的下表面设置有四个插接口208，所述四个插接口208与四个检测壳体107上表面的信号传输触头112相对应；
每个检测壳体107内均设置有震动传感器101、位移传感器102、红外测距传感器103、倾斜传感器104和子控制器105；
环形壳体205内设置有主控制器201、无线通信电路202、自组网模块203和摄像头组106；
红外测距传感器103的接收端穿过检测壳体107的侧壁，与红外测距传感器103的发射端相对设置；红外测距传感器103的发射端设置在固定桩3顶端，所述固定桩3设置在地面上；
红外测距传感器103用于检测铁塔每个角铁上限位块的位置到固定桩（3）顶点之间的距离；
震动传感器101用于采集铁塔的震动信号，并将采集的信号传输至子控制器105；
倾斜传感器104用于采集铁塔每个边竖直方向的角铁的角度，并将采集的信号传输至子控制器105；
所述子控制器105将铁塔的震动信号、每个角铁竖直方向的角度信号、铁塔爬行装置1的位移信号和限位块位置到固定桩3顶点之间的距离传输至主控制器201；
所述主控制器201用于根据限位块位置到固定桩3顶端之间的距离，判断铁塔是否下沉，若存在下沉，访问红外测距传感器103的历史检测的数据，获取铁塔的下沉速度和开始下沉时间；
主控制器201还通过铁塔的震动信号判断铁塔是否存在震动，若是存在震动,根据四个震动传感器101采集的信息判断震动源是否在铁塔上，若是在铁塔上，控制摄像头组106开启电源，获取震源图像；
主控制器201还通过每个角铁竖直方向的角度信号判断铁塔是否存在倾斜，若铁塔存在倾斜，计算倾斜方向及倾斜角度，当铁塔倾斜角度超过5度时，控制四个铁塔爬行装置1同时向铁塔下方运动，并向四个铁塔爬行装置1发送摄像头组开启电源控制信号，并判断T时间内4个四个铁塔爬行装置1是否返回，若是T时间内任意一个铁塔爬行装置1未返回，则通过自组网模块203或无线通信电路202发送报警信号，并将返回的铁塔爬行装置1采集的图像信号与报警信号同时发送出去；T的具体取值根据铁塔限位块与顶部数据传输分析装置2之间距离确定；
主控制器201还判断无线通信电路202是否与无线通信基站连接，若连接则将自身作为终端传输节点；向自组网模块203发送终端传输节点设定信号；
若不连接，主控制器201向自组网模块203发送辅助传输节点设定信号，通过自组网模块203获取连接终端传输节点的最优路径,并将自身的震源图像、铁塔的下沉速度和开始下沉时间信息压缩为数据包，控制自组网模块203通过最优传输路径将数据包发送至终端传输节点；
自组网模块203用于与信号覆盖范围内的其他辅助传输节点进行无线连接；接收的其他辅助传输节点发送的数据包，并将接收的数据包按照对应的最优路径转发出去或按照自身节点的最优路径向其他辅助传输节点发送数据包；
终端传输节点的主控制器201还用于将自组网模块203接收的数据包转发至无线通信电路202；
中心监控平台用于对接收的数据包进行解压缩，获取每个节点铁塔的震源红外图像、铁塔的下沉速度、开始下沉时间和节点编号；
中心监控平台还对震源红外图像进行识别，提取图像中的红外热源轮廓，通过红外热源轮廓判断红外热源是否为人，若判断结果为红外热源为人，则对图像进行显示，同时根据铁塔编号向铁塔所在区域电网部门发送报警信息，并向对应节点的主控制发送视频拍摄控制号。
本发明中，主控制器201判断铁塔是否下沉，是通过限位块位置到固定桩顶端之间的距离是否小于固定距离实现判断。所述摄像头组106包括高清摄像头和红外摄像头，监控中心通过红外热源识别的方式识别出热源为人或动物时，中心监控平台向对应编号的铁塔顶部数据传输分析装置的主控制器发送视频采集控制信号，所述顶部数据传输分析装置的主控制器同时向四个铁塔爬行装置1发送高清摄像头开启拍摄视频控制信号，并将所拍摄的视频信号进行定时打包并加紧急警告标志，将加紧急警告标志的视频数据包发送出去，当监控中心接收到加有紧急警告标志的视频数据包对接收的数据包进行优先处理，判断视频中图像是否包含红外热源，并将获取的加有紧急警告标志的视频数据再次打包发送至数据包对应编号的铁塔对应地区的电力管理部门，这样有效的实现破坏现场高清视频的获取，便于对非法破坏行为进行取证，同时当地区的电力管理部门接收到铁塔破坏视频和报警信号后，能够快速赶赴现场，也可以选择发送声光警告会语音驱逐信号，这样可以在铁塔未被破坏时及时止损。
进一步地，本发明中，中心监控平台还根据铁塔编号获取铁塔的地理位置信息，通过互联网获取铁塔所在地的地质特性及是否存在施工，并根据每个铁塔所在地的地质特性信息、铁塔位置是否存在施工和铁塔下沉的速度及下沉时间，对铁塔的下沉原因进行分析。
本发明中心监控平台通过对铁塔地区的地质特性及是否存在施工情况通过大数据获取后，若是铁塔的下沉是由于地质原因造成的，可对铁塔的下沉到危险位置进行预测，便于对下沉情况采取维护措施。
进一步地，结合图3至图5说明本实施方式，本发明中，铁塔爬行装置1还包括下部保护壳108、两个磁性滚轮109、滚轮支撑杆110、限位柱111和行走电机113；
下部保护壳108底部为向内凹陷的两个斜面，两个斜面之间的夹角为直角，两个斜面均开有滚轮凸出孔；
行走电机113通过支架118固定在下部保护壳108内部，行走电机113用于带动主动锥齿轮114旋转，主动锥齿轮114和从动锥齿轮115相互啮合、且二者主轴夹角为直角，主动锥齿轮114和从动锥齿轮115的主轴分别与两个磁性滚轮109一端的圆心固定连接，两个磁性滚轮109分别通过滚轮支撑杆110架设在下部保护壳108内，两个磁性滚轮109的外圆周面分别凸出于两个滚轮凸出孔，两个磁性滚轮109的外圆周面分别能够吸附在铁塔角铁（7）的两外壁；下部保护壳108的下部还开有限位口，所述限位口设置在滚轮凸出孔的两侧，限位柱111与限位口相适应,所述限位柱111沿铁塔角铁两个垂直面的长度方向设置。
本实施方式中，限位柱的顶端设有限位块，铁塔爬行装置1正常在角铁上移动时，限位口与限位块和限位柱不接触，当铁塔爬行装置1向铁塔外侧脱落时，限位块与下部保护壳108接触，避免了铁塔爬行装置1向铁塔外侧脱落。
同时，铁塔爬行装置1还包括子无线通信电路，每个铁塔上的四个铁塔爬行装置1的四个子无线通信电路进之间行无线通信，所述四个子无线通信电路在四个铁塔爬行装置1移动过程中实时保持无线通信，当任意一个铁塔爬行装置1上的震动传感器101检测到高强度振动时，向其他三个铁塔爬行装置1发送警示信号，其他三个铁塔爬行装置1控制摄像头组调转方向，朝向检测高强度震动信号的铁塔爬行装置1，并定时转动实现扫描，进而达到获取清晰的图像，时间A后快速向上移动，与顶部数据传输分析装置2连接，并将数据传输至顶部数据传输分析装置2，所述顶部数据传输分析装置2将信息传输出去，并进行报警。
进一步地，本发明中，顶部数据传输分析装置2还包括存储器204，所述存储器204用于按时间顺序存储铁塔爬行装置1传输的数据。
进一步地，本发明中，结合图6说明本实施方式，铁塔爬行装置1的下部保护壳108为金属壳体，顶部数据传输分析装置2的环形壳体205的下表面设置有电磁铁和接近开关，当铁塔爬行装置1接近环形壳体205，接近开关闭合，电磁铁上电，对下部保护壳108进行吸附，铁塔爬行装置1上表面的信号传输触头112与顶部数据传输分析装置2下表面插接口208插接。
本实施方式所述的铁塔爬行装置1运动到顶端限位位置时，铁塔爬行装置1铁塔爬行装置1上表面的数据信号传输触头112与环形壳体205下表面的插接口208插接，当插接完成，铁塔爬行装置1的子控制器将震动传感器101、倾斜传感器104和红外测距传感器103采集的数据进行传输，数据传输完成后，每间隔时间P向下运动一次，返回后进行一次数据传输。本实时方式中的下部保护壳为金属壳体，所述金属可体内设置有绝缘层。
进一步地，本发明中，结合图7说明本实施方式铁塔爬行装置1的磁性滚轮109包括内轮117，内轮117外圆周面通过弹簧连接有多个磁性片116。
进一步地，本发明中，每个主控制器201内存储有n个铁塔的地理位置和编号，当主控制器201判断自身所在铁塔为终端传输节点时，根据n个铁塔的地理位置和编号对每个辅助传输节点信息传输的最优路径进行规划，按照规划的最优路径分别向每个辅助传输节点传输最优传输路径信息，并等待状态反馈信号，根据状态反馈信号判断路径是否存在无线连接故障，若存在无线连接故障则对最优传输路径重新规划，n为正整数。
本实施方式中，终端传输节点在时间M内未接收任意一个辅助传输节点的状态反馈信号，则认为该节点的最优传输路径的无线连接存在故障，并将存在无线连接故障的辅助节点编号发送至监控中心，监控中心判断存在无线连接故障的辅助节点是否存在其他最优传输路径，若是不存在则对条最优传输路径进行故障排查，对最优传输路径进行调整，若是存在，则对该最优传输路径上的辅助节点进行故障测试。
进一步地，本发明中，主控制器201获取震源图像的具体方法为:
判断四个铁塔爬行装置1传递的震动信号的强度是否相同,若是相同,则认为震动不在铁塔上,若是不同,则将震动最强的方向作为震源方向,控制四个铁塔爬行装置1的摄像头组106打开,并将摄像头组106的拍摄面调整至震源方向，多角度获取阵震源图像。
进一步地，本发明中，检测壳体107的下侧设置有插接口208；
每个底部限位块的上表面也设置有突出的信号传输触头112，底部限位块上的信号传输触头112与检测壳体107下表面的插接口208相对应；
铁塔四边的角铁的侧面均设置有固定桩3，所述固定桩3顶端上均设置有红外测距传感器103的发射端，所述红外测距传感器103的发射端用于向接收端的红外光线；所述红外测距传感器103的发射端的开关控制信号触发端与底部限位块的信号传输触头112连接，当铁塔爬行装置1运动至限位块，检测壳体下表面的插接口208与限位块上的信号传输触头112连接，向红外测距传感器103的发射端发送触发信号，红外测距传感器103的发射端开始发射红外信号。
进一步地，本发明中，摄像头组包括红外摄像头和高清摄像头。
本发明中，每个主控制器均通过无线通信电路202获取自身节点是否能够连接到无线通信基站，若是能够实现与无线通信基站建立稳定的连接，则将自身节点设置为终端传输节点，则认定其他节点均为辅助传输节点，根据所有辅助传输节点的位置，针对每个辅助传输节点进行最优传输路径规划，将每个辅助传输节点的最优传输路径信息按照所述最优传输路径传输给对应的辅助传输节点，当一个辅助传输节点接收到多个最优传输路径时，该辅助传输节点选取路径中包含辅助节点个数最少的路径作为自身的信息传输路径，这样能够有效的减少数据包的传递转发次数，实现快速进行数据传输。
虽然在本文中参照了特定的实施方式来描述本发明，但是应该理解的是，这些实施例仅仅是本发明的原理和应用的示例。因此应该理解的是，可以对示例性的实施例进行许多修改，并且可以设计出其他的布置，只要不偏离所附权利要求所限定的本发明的精神和范围。应该理解的是，可以通过不同于原始权利要求所描述的方式来结合不同的从属权利要求和本文中所述的特征。还可以理解的是，结合单独实施例所描述的特征可以使用在其他所述实施例中。

Claims (10)

1.一种基于无线自组网的电力铁塔检测系统，其特征在于，包括四个铁塔爬行装置（1）、顶部数据传输分析装置（2）和中心监控平台；
顶部数据传输分析装置（2）包括环形壳体（205），所述环形壳体（205）卡接在所述铁塔的顶端，铁塔四边的角铁上均设置有限位块，所述限位块位于角铁的下半部；
每个铁塔爬行装置（1）均包括爬行机构和检测壳体（107）；所述爬行机构用于带动检测壳体沿铁塔四边的角铁上下移动，所述铁塔爬行装置（1）在顶部数据传输分析装置（2）与底部限位块之间运动；
每个检测壳体（107）的上表面均设有突出的信号传输触头（112）；
环形壳体（205）的下表面设置有四个插接口（208），所述四个插接口（208）与四个检测壳体（107）上表面的信号传输触头（112）相对应；
每个检测壳体（107）内均设置有震动传感器（101）、位移传感器（102）、红外测距传感器（103）、倾斜传感器（104）和子控制器（105）；
环形壳体（205）内设置有主控制器（201）、无线通信电路（202）、自组网模块（203）和摄像头组（106）；
红外测距传感器（103）的接收端穿过检测壳体（107）的侧壁，与红外测距传感器（103）的发射端相对设置；红外测距传感器（103）的发射端设置在固定桩（3）顶端，所述固定桩（3）设置在地面上；
红外测距传感器（103）用于检测铁塔每个角铁上限位块的位置到固定桩（3）顶端之间的距离；
震动传感器（101）用于采集铁塔的震动信号，并将采集的信号传输至子控制器（105）；
倾斜传感器（104）用于采集铁塔每个边竖直方向的角铁的角度，并将采集的信号传输至子控制器（105）；
所述子控制器（105）将铁塔的震动信号、每个角铁竖直方向的角度信号、铁塔爬行装置（1）的位移信号和限位块位置到固定桩（3）顶端之间的距离传输至主控制器（201）；
所述主控制器（201）用于根据限位块位置到固定桩（3）顶端之间的距离，判断铁塔是否下沉，若存在下沉，访问红外测距传感器（103）的历史检测的数据，获取铁塔的下沉速度和开始下沉时间；
主控制器（201）还通过铁塔的震动信号判断铁塔是否存在震动，若是存在震动,根据四个震动传感器（101）采集的信息判断震动源是否在铁塔上，若是在铁塔上，控制摄像头组（106）开启电源，获取震源图像；
主控制器（201）还通过每个角铁竖直方向的角度信号判断铁塔是否存在倾斜，若铁塔存在倾斜，计算倾斜方向及倾斜角度，当铁塔倾斜角度超过5度时，控制四个铁塔爬行装置（1）同时向铁塔下方运动，并向四个铁塔爬行装置（1）发送摄像头组开启电源控制信号，判断T时间内4个四个铁塔爬行装置（1）是否返回，若是T时间内任意一个铁塔爬行装置（1）未返回，则通过自组网模块（203）或无线通信电路（202）发送报警信号，并将返回的铁塔爬行装置（1）采集的图像信号与报警信号同时发送出去；
主控制器（201）还判断无线通信电路（202）是否与无线通信基站连接，若连接则将自身作为终端传输节点；向自组网模块（203）发送终端传输节点设定信号；
若不连接，主控制器（201）向自组网模块（203）发送辅助传输节点设定信号，通过自组网模块（203）获取连接终端传输节点的最优路径,并将自身的震源图像、铁塔的下沉速度和开始下沉时间信息压缩为数据包，控制自组网模块（203）通过最优传输路径将数据包发送至终端传输节点；
自组网模块（203）用于与信号覆盖范围内的其他辅助传输节点进行无线连接；接收的其他辅助传输节点发送的数据包，并将接收的数据包按照对应的最优路径转发出去或按照自身节点的最优路径向其他辅助传输节点发送数据包；
终端传输节点的主控制器（201）还用于将自组网模块（203）接收的数据包转发至无线通信电路（202）；
中心监控平台用于对接收的数据包进行解压缩，获取每个节点铁塔的震源红外图像、铁塔的下沉速度、开始下沉时间和节点编号；
中心监控平台还对震源红外图像进行识别，提取图像中的红外热源轮廓，通过红外热源轮廓判断红外热源是否为人，若判断结果为红外热源为人，则对图像进行显示，同时根据铁塔编号向铁塔所在区域电网部门发送报警信息，并向对应节点的主控制发送视频拍摄控制号。
2.根据权利要求1所述的一种基于无线自组网的电力铁塔检测系统，其特征在于，中心监控平台还根据铁塔编号获取铁塔的地理位置信息，通过互联网获取铁塔所在地的地质特性及是否存在施工，并根据每个铁塔所在地的地质特性信息、铁塔位置是否存在施工和铁塔下沉的速度及下沉时间，对铁塔的下沉原因进行分析。
3.根据权利要求1或2所述的一种基于无线自组网的电力铁塔检测系统，其特征在于，铁塔爬行装置（1）还包括下部保护壳（108）、两个磁性滚轮（109）、滚轮支撑杆（110）、限位柱（111）和行走电机（113）；
下部保护壳（108）底部为向内凹陷的两个斜面，两个斜面之间的夹角为直角，两个斜面均开有滚轮凸出孔；
行走电机（113）通过支架（118）固定在下部保护壳（108）内部，行走电机（113）用于带动主动锥齿轮（114）旋转，主动锥齿轮（114）和从动锥齿轮（115）相互啮合、且二者主轴夹角为直角，主动锥齿轮（114）和从动锥齿轮（115）的主轴分别与两个磁性滚轮（109）一端的圆心固定连接，两个磁性滚轮（109）分别通过滚轮支撑杆（110）架设在下部保护壳（108）内，两个磁性滚轮（109）的外圆周面分别凸出于两个滚轮凸出孔，两个磁性滚轮（109）的外圆周面分别能够吸附在铁塔角铁（7）的两外壁；下部保护壳（108）的下部还开有限位口，所述限位口设置在滚轮凸出孔的两侧，限位柱（111）与限位口相适应,所述限位柱（111）沿铁塔角铁两个垂直面的长度方向设置。
4.根据权利要求1或2所述的一种基于无线自组网的电力铁塔检测系统，其特征在于，顶部数据传输分析装置（2）还包括存储器（204），所述存储器（204）用于按时间顺序存储铁塔爬行装置（1）传输的数据。
5.根据权利要求1所述的一种基于无线自组网的电力铁塔检测系统，其特征在于，铁塔爬行装置（1）的下部保护壳（108）为金属壳体，顶部数据传输分析装置（2）的环形壳体（205）的下表面设置有电磁铁和接近开关，当铁塔爬行装置（1）接近环形壳体（205），接近开关闭合，电磁铁上电，对下部保护壳（108）进行吸附，铁塔爬行装置（1）上表面的信号传输触头（112）与顶部数据传输分析装置（2）下表面插接口（208）插接。
6.根据权利要求3所述的一种基于无线自组网的电力铁塔检测系统，其特征在于，铁塔爬行装置（1）的磁性滚轮（109）包括内轮（117），内轮（117）外圆周面通过弹簧连接有多个磁性片（116）。
7.根据权利要求1所述的一种基于无线自组网的电力铁塔检测系统，其特征在于，每个主控制器（201）内存储有n个铁塔的地理位置和编号，当主控制器（201）判断自身所在铁塔为终端传输节点时，根据n个铁塔的地理位置和编号对每个辅助传输节点信息传输的最优路径进行规划，按照规划的最优路径分别向每个辅助传输节点传输最优传输路径信息，并等待状态反馈信号，根据状态反馈信号判断路径是否存在无线连接故障，若存在无线连接故障则对最优传输路径重新规划，n为正整数。
8.根据权利要求1所述的一种基于无线自组网的电力铁塔检测系统，其特征在于，主控制器（201)获取震源图像的具体方法为:
判断四个铁塔爬行装置（1）传递的震动信号的强度是否相同,若是相同,则认为震动不在铁塔上,若是不同,则将震动最强的方向作为震源方向,控制四个铁塔爬行装置（1）的摄像头组（106）打开,并将摄像头组（106）的拍摄面调整至震源方向，多角度获取阵震源图像。
9.根据权利要求1所述的一种基于无线自组网的电力铁塔检测系统，其特征在于，检测壳体（107）的下侧设置有插接口（208）；
每个底部限位块的上表面也设置有突出的信号传输触头（112），底部限位块上的信号传输触头（112）与检测壳体（107）下表面的插接口（208）相对应；
铁塔四边的角铁的侧面均设置有固定桩（3），所述固定桩（3）顶端均设置有红外测距传感器（103）的发射端，所述红外测距传感器（103）的发射端用于向接收端的红外光线；所述红外测距传感器（103）的发射端的开关控制信号触发端与底部限位块的信号传输触头（112）连接，当铁塔爬行装置（1）运动至限位块，检测壳体下表面的插接口（208）与限位块上的信号传输触头（112）连接，向红外测距传感器（103）的发射端发送触发信号，红外测距传感器（103）的发射端开始发射红外信号。
10.根据权利要求1所述的一种基于无线自组网的电力铁塔检测系统，其特征在于，摄像头组（106）包括红外摄像头和高清摄像头。
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Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201917812U (zh) * 2010-11-16 2011-08-03 重庆市电力公司江津供电局 基于无线网络技术的铁塔状态检测系统
CN105334811A (zh) * 2014-08-06 2016-02-17 西安众智惠泽光电科技有限公司 基于ZigBee网络的电力线路杆塔无线监控方法
CN105988444A (zh) * 2015-02-28 2016-10-05 上海集睿信息科技有限公司 一种铁塔远程监控系统
CN110794740A (zh) * 2019-11-15 2020-02-14 国网安徽省电力有限公司安庆供电公司 基于物联网的电力铁塔的现场监测设备
CN111322988A (zh) * 2020-03-12 2020-06-23 黄成驰 一种基于物联网平台的通信铁塔远程监控系统及方法
JP2021039726A (ja) * 2019-08-30 2021-03-11 楽天株式会社 制御装置、システム、及び、方法
JP2021165704A (ja) * 2020-04-08 2021-10-14 東京パワーテクノロジー株式会社 鉄塔監視装置、鉄塔監視方法、及びプログラム、並びに鉄塔監視システム

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201917812U (zh) * 2010-11-16 2011-08-03 重庆市电力公司江津供电局 基于无线网络技术的铁塔状态检测系统
CN105334811A (zh) * 2014-08-06 2016-02-17 西安众智惠泽光电科技有限公司 基于ZigBee网络的电力线路杆塔无线监控方法
CN105988444A (zh) * 2015-02-28 2016-10-05 上海集睿信息科技有限公司 一种铁塔远程监控系统
JP2021039726A (ja) * 2019-08-30 2021-03-11 楽天株式会社 制御装置、システム、及び、方法
CN110794740A (zh) * 2019-11-15 2020-02-14 国网安徽省电力有限公司安庆供电公司 基于物联网的电力铁塔的现场监测设备
CN111322988A (zh) * 2020-03-12 2020-06-23 黄成驰 一种基于物联网平台的通信铁塔远程监控系统及方法
JP2021165704A (ja) * 2020-04-08 2021-10-14 東京パワーテクノロジー株式会社 鉄塔監視装置、鉄塔監視方法、及びプログラム、並びに鉄塔監視システム

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
一种智能高压输电铁塔远程监控系统的设计;宋人杰;刘长银;侯雪艳;侯艳权;刘洋;楚玉刚;徐艳伟;;电子器件(第01期);全文 *

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