CN205246062U - 一种通信铁塔倾斜监测系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种通信铁塔倾斜监测系统，包括太阳能供电电源和与太阳能供电电源相接的通信铁塔倾斜监测装置，通信铁塔倾斜监测装置包括控制器和与控制器相接的时钟电路和无线收发器，控制器的输入端接有多个数字信号输入模块和多个模拟信号输入模块，数字信号输入模块包括水平检测模块、温湿度传感器和光耦隔离电路，模拟信号输入模块包括风速传感器、振动传感器和信号放大电路，太阳能供电电源包括依次连接的太阳能光伏电池、太阳能充放电保护电路、蓄电池以及与蓄电池输出端均相接的电压采样电路和电平转换电路，本实用新型设计新颖，具有监测通信铁塔倾斜状态的同时监测环境参数的功能，且采用太阳能供电，节能环保，效果好，实用性强。
Description
技术领域
本实用新型属于塔监测系统技术领域，具体涉及一种通信铁塔倾斜监测系统。
背景技术
近年来，电力、通信网络的覆盖面积越来越广，电力输电线路和通信线路中大量使用了铁塔，如高压输电线铁塔、通信基站铁塔等；由于一些自然现象(如雨雪、大风等)以及煤矿开采、工程施工、人为破坏等原因，造成塔体倾斜的情况时有发生。塔体倾斜经常会造成输电线路和通信网络中断，这将对输电网的安全运行和通信网的正常工作造成极大威胁，对人民生命财产造成损失，由于输电铁塔和通信铁塔大都分布在野外，若采用人员巡视的方法监测将耗费大量人力物力，实地勘察通信铁塔倾斜监测区域布设水准观测点，受到地形及气候条件的影响和限制，不能及时测量，而且实施可靠程度难以保证；其次，现有的通信铁塔倾斜监测仪数据采集准确，但是价格较为昂贵，检测的数据量大，控制复杂，连线繁琐，不易操作；另外，现有的通信铁塔倾斜监测系统多采用低功耗系统采集数据使用电池供电，但是在野外长期无人值守的状态下，由于通信铁塔数目较多、分布区域广、所处的环境复杂，若是逐个更换电池，工作量大，若是采用野外电力输电线路供电，供电硬件设备复杂，成本高；因此，现如今缺少一种结构简单、体积小、成本低、设计合理的通信铁塔倾斜监测系统，通过采用多个数字传感器和多个模拟传感器实现对铁塔倾斜信息的实时监测，处于野外环境的通信铁塔采用太阳能供电，节能环保，实现方便，利用率高，有效地保障了系统的安全运行。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种通信铁塔倾斜监测系统，其设计新颖合理，结构简单，具有监测通信铁塔倾斜状态的同时监测环境参数的功能，且采用太阳能供电，节能环保，效果好，实用性强，便于推广使用。
为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种通信铁塔倾斜监测系统，其特征在于：包括太阳能供电电源和与所述太阳能供电电源相接的通信铁塔倾斜监测装置，所述通信铁塔倾斜监测装置包括控制器和与所述控制器相接的时钟电路和无线收发器，所述控制器的输入端接有多个布设在通信铁塔上且用于监测通信铁塔倾斜的数字信号输入模块和多个布设在通信铁塔上且用于监测通信铁塔倾斜的模拟信号输入模块，所述数字信号输入模块包括水平检测模块、温湿度传感器以及与所述水平检测模块的输出端和所述温湿度传感器的输出端均相接的光耦隔离电路，所述模拟信号输入模块包括风速传感器、振动传感器以及与所述风速传感器的输出端和所述振动传感器的输出端均相接的信号放大电路，所述光耦隔离电路的输出端和所述信号放大电路的输出端均与控制器的输入端相接；所述太阳能供电电源包括依次连接的太阳能光伏电池、太阳能充放电保护电路、蓄电池以及与所述蓄电池输出端均相接的电压采样电路和电平转换电路，所述电压采样电路的输出端和电平转换电路的输出端均与控制器的输入端相接，所述太阳能充放电保护电路的输入端与控制器的输出端相接；所述蓄电池为12V蓄电池BT1，所述电平转换电路包括芯片AMS1117-3.3V，所述芯片AMS1117-3.3V与12V蓄电池BT1相接且将12V蓄电池BT1输出的12V电源转换为3.3V电源输出。
上述的一种通信铁塔倾斜监测系统，其特征在于：所述太阳能充放电保护电路包括PNP三极管Q1、NPN三极管Q2和NPN三极管Q3，所述PNP三极管Q1的集电极与太阳能光伏电池的正输出端+相接，PNP三极管Q1的基极与控制器相接，PNP三极管Q1的发射极分两路，一路经电阻R2和二极管D1与12V蓄电池BT1的正极相接，另一路经发光二极管D3与NPN三极管Q2的基极相接；NPN三极管Q2的集电极经电阻R1与12V蓄电池BT1的正极相接，NPN三极管Q2的发射极与12V蓄电池BT1的负极相接，NPN三极管Q2的集电极和电阻R1的连接端与NPN三极管Q3的基极相接，NPN三极管Q3的集电极与二极管D2的阴极相接，NPN三极管Q3的发射极经电阻R6与12V蓄电池BT1的负极相接，二极管D2的阳极与12V蓄电池BT1的正极相接。
上述的一种通信铁塔倾斜监测系统，其特征在于：所述电压采样电路包括运放U1，所述运放U1的反相输入端经电阻R7与12V蓄电池BT1的正极相接，运放U1的同相输入端经电阻R8与12V蓄电池BT1的负极相接，运放U1的输出端分两路，一路与控制器相接，另一路经电阻R5与运放U1的反相输入端和电阻R7的连接端相接。
上述的一种通信铁塔倾斜监测系统，其特征在于：所述光耦隔离电路包括芯片TLP521-2和两端接口JP1，所述芯片TLP521-2的第1管脚分两路，一路经电阻R16与两端接口JP1的一端相接，另一路与12V蓄电池BT1的正极相接；芯片TLP521-2的第3管脚分两路，一路经电阻R18与两端接口JP1的另一端相接，另一路与12V蓄电池BT1的正极相接；芯片TLP521-2的第5管脚分两路，一路经电阻R22接地，另一路与控制器相接；芯片TLP521-2的第7管脚分两路，一路经电阻R19接地，另一路与控制器相接；芯片TLP521-2的第6管脚和第8管脚均与芯片AMS1117-3.3V的3.3V电源输出端相接。
上述的一种通信铁塔倾斜监测系统，其特征在于：所述水平检测模块包括数字三轴加速度传感器ADXL345，所述数字三轴加速度传感器ADXL345的信号输出端与两端接口JP1的一端相接。
上述的一种通信铁塔倾斜监测系统，其特征在于：所述温湿度传感器包括传感器SHT11，所述传感器SHT11的信号输出端与两端接口JP1的另一端相接。
上述的一种通信铁塔倾斜监测系统，其特征在于：所述信号放大电路包括运放U2、运放U3和两端接口JP2，所述运放U2的反相输入端与并联的电阻R11和可变电容C2的一端相接，并联的电阻R11和可变电容C2的另一端经电阻R10接地，运放U2的同相输入端经电阻R12与两端接口JP2的一端相接，运放U2的输出端分两路，一路经可变电阻R9与并联的电阻R11和可变电容C2的另一端和电阻R10的连接端相接，另一路与控制器相接；所述运放U3的反相输入端与并联的电阻R17和可变电容C3的一端相接，并联的电阻R17和可变电容C3的另一端经电阻R14接地，运放U3的同相输入端经电阻R20与两端接口JP2的一端相接，运放U3的输出端分两路，一路经可变电阻R15与并联的电阻R17和可变电容C3的另一端和电阻R14的连接端相接，另一路与控制器相接。
上述的一种通信铁塔倾斜监测系统，其特征在于：所述风速传感器的信号输出端与两端接口JP2的一端相接。
上述的一种通信铁塔倾斜监测系统，其特征在于：所述振动传感器的信号输出端与两端接口JP2的另一端相接。
上述的一种通信铁塔倾斜监测系统，其特征在于：所述无线收发器为GSM模块。
本实用新型与现有技术相比具有以下优点：
1、本实用新型通过设置多个数字信号输入模块，采用数字三轴加速度传感器对通信铁塔支架是否保持水平进行检测，采用数字温湿度传感器采集环境温湿度数据，通过光耦隔离电路隔离外界数字三轴加速度传感器和温湿度传感器的供电高电压对控制器的影响，电路简单,便于推广使用。
2、本实用新型通过设置多个模拟信号输入模块，采用风速传感器和振动传感器检测通信铁塔支架是否受恶劣环境影响，通过信号放大电路对微弱的模拟信号进行信号放大送入到控制器中，便于控制器比较，可靠稳定，精度高，使用效果好。
3、本实用新型通过设置太阳能供电电源给通信铁塔倾斜监测系统各个用电模块供电，采用电压采样电路调节太阳能供电电源输出电压信号，使控制器控制太阳能充放电保护电路开关频率，节能环保；并通过无线收发器实时将采集的通信铁塔监测数据发送出去，使用效果好。
4、本实用新型设计新颖合理，体积小，响应速度快，拆卸安装方便，可复制行强，便于批量生产，实用性强，便于推广使用。
综上所述，本实用新型设计新颖合理，结构简单，具有监测通信铁塔倾斜状态的同时监测环境参数的功能，且采用太阳能供电，节能环保，效果好，实用性强，便于推广使用。
下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本实用新型的电路原理框图。
图2为本实用新型太阳能充放电保护电路和电压采样电路的电路连接关系示意图。
图3为本实用新型光耦隔离电路的电路原理图。
图4为本实用新型信号放大电路的电路原理图。
附图标记说明:
1—水平检测模块；2—温湿度传感器；3—风速传感器；
4—振动传感器；5—光耦隔离电路；6—信号放大电路；
7—太阳能光伏电池；8—太阳能充放电保护电路；
9—蓄电池；10—电压采样电路；11—电平转换电路；
12—时钟电路；13—无线收发器；14—控制器。
具体实施方式
如图1和图2所示，本实用新型包括太阳能供电电源和与所述太阳能供电电源相接的通信铁塔倾斜监测装置，所述通信铁塔倾斜监测装置包括控制器14和与所述控制器14相接的时钟电路12和无线收发器13，所述控制器14的输入端接有多个布设在通信铁塔上且用于监测通信铁塔倾斜的数字信号输入模块和多个布设在通信铁塔上且用于监测通信铁塔倾斜的模拟信号输入模块，所述数字信号输入模块包括水平检测模块1、温湿度传感器2以及与所述水平检测模块1的输出端和所述温湿度传感器2的输出端均相接的光耦隔离电路5，所述模拟信号输入模块包括风速传感器3、振动传感器4以及与所述风速传感器3的输出端和所述振动传感器4的输出端均相接的信号放大电路6，所述光耦隔离电路5的输出端和所述信号放大电路6的输出端均与控制器14的输入端相接；所述太阳能供电电源包括依次连接的太阳能光伏电池7、太阳能充放电保护电路8、蓄电池9以及与所述蓄电池9输出端均相接的电压采样电路10和电平转换电路11，所述电压采样电路10的输出端和电平转换电路11的输出端均与控制器14的输入端相接，所述太阳能充放电保护电路8的输入端与控制器14的输出端相接；所述蓄电池9为12V蓄电池BT1，所述电平转换电路11包括芯片AMS1117-3.3V，所述芯片AMS1117-3.3V与12V蓄电池BT1相接且将12V蓄电池BT1输出的12V电源转换为3.3V电源输出。
如图2所示，本实施例中，所述太阳能充放电保护电路8包括PNP三极管Q1、NPN三极管Q2和NPN三极管Q3，所述PNP三极管Q1的集电极与太阳能光伏电池7的正输出端+相接，PNP三极管Q1的基极与控制器14相接，PNP三极管Q1的发射极分两路，一路经电阻R2和二极管D1与12V蓄电池BT1的正极相接，另一路经发光二极管D3与NPN三极管Q2的基极相接；NPN三极管Q2的集电极经电阻R1与12V蓄电池BT1的正极相接，NPN三极管Q2的发射极与12V蓄电池BT1的负极相接，NPN三极管Q2的集电极和电阻R1的连接端与NPN三极管Q3的基极相接，NPN三极管Q3的集电极与二极管D2的阴极相接，NPN三极管Q3的发射极经电阻R6与12V蓄电池BT1的负极相接，二极管D2的阳极与12V蓄电池BT1的正极相接。
如图2所示，本实施例中，所述电压采样电路10包括运放U1，所述运放U1的反相输入端经电阻R7与12V蓄电池BT1的正极相接，运放U1的同相输入端经电阻R8与12V蓄电池BT1的负极相接，运放U1的输出端分两路，一路与控制器14相接，另一路经电阻R5与运放U1的反相输入端和电阻R7的连接端相接。
如图3所示，本实施例中，所述光耦隔离电路5包括芯片TLP521-2和两端接口JP1，所述芯片TLP521-2的第1管脚分两路，一路经电阻R16与两端接口JP1的一端相接，另一路与12V蓄电池BT1的正极相接；芯片TLP521-2的第3管脚分两路，一路经电阻R18与两端接口JP1的另一端相接，另一路与12V蓄电池BT1的正极相接；芯片TLP521-2的第5管脚分两路，一路经电阻R22接地，另一路与控制器14相接；芯片TLP521-2的第7管脚分两路，一路经电阻R19接地，另一路与控制器14相接；芯片TLP521-2的第6管脚和第8管脚均与芯片AMS1117-3.3V的3.3V电源输出端相接。
本实施例中，所述水平检测模块1包括数字三轴加速度传感器ADXL345，所述数字三轴加速度传感器ADXL345的信号输出端与两端接口JP1的一端相接。
本实施例中，所述温湿度传感器2包括传感器SHT11，所述传感器SHT11的信号输出端与两端接口JP1的另一端相接。
实际使用中，光耦隔离电路5采用结构对称的形式，两端接口JP1的两端分别安装连接水平检测模块1的信号输出端和温湿度传感器2的信号输出端，安装方便，不用考虑安装顺序，使用便捷。
如图4所示，本实施例中，所述信号放大电路6包括运放U2、运放U3和两端接口JP2，所述运放U2的反相输入端与并联的电阻R11和可变电容C2的一端相接，并联的电阻R11和可变电容C2的另一端经电阻R10接地，运放U2的同相输入端经电阻R12与两端接口JP2的一端相接，运放U2的输出端分两路，一路经可变电阻R9与并联的电阻R11和可变电容C2的另一端和电阻R10的连接端相接，另一路与控制器14相接；所述运放U3的反相输入端与并联的电阻R17和可变电容C3的一端相接，并联的电阻R17和可变电容C3的另一端经电阻R14接地，运放U3的同相输入端经电阻R20与两端接口JP2的一端相接，运放U3的输出端分两路，一路经可变电阻R15与并联的电阻R17和可变电容C3的另一端和电阻R14的连接端相接，另一路与控制器14相接。
本实施例中，所述风速传感器3的信号输出端与两端接口JP2的一端相接。
本实施例中，所述振动传感器4的信号输出端与两端接口JP2的另一端相接。
实际使用中，信号放大电路6采用结构对称的形式，两端接口JP2的两端分别安装连接风速传感器3的信号输出端和振动传感器4的信号输出端，安装方便，不用考虑安装顺序，使用便捷。
本实施例中，所述无线收发器13为GSM模块。
本实用新型使用时，可根据实际情况选择数字信号输入模块和模拟信号输入模块的使用数目，每个数字信号输入模块均通过水平检测模块1中的数字三轴加速度传感器观察三个轴向坐标变化，采集通信铁塔支架实时水平数据，通过温湿度传感器2采集环境温湿度数据，可检测外界实际天气变化，及时做出预防保护，将水平检测模块1和温湿度传感器2采集的数据通过光耦隔离电路5隔离保护，避免外界高压对控制器14造成影响；每个模拟信号输入模块均通过风速传感器3和振动传感器4采集风速并判断是否有较大的振动，避免自然破坏和人为破坏对通信铁塔倾斜的影响，及时做出调整保护，将风速传感器3和振动传感器4采集的微弱模拟信号通过信号放大电路6放大送入到控制器14中便于数据处理，数据采集精度高；且每个数据均通过时钟电路12记录数据采集的时间，具有参考价值；采用太阳能供电方式供电，将太阳能光伏电池7安装在视野相对开阔的位置充分收集能源转换，通过太阳能充放电保护电路8保护蓄电池9充放电安全，并采用电压采样电路10采集蓄电池9电压，及时对太阳能充放电保护电路8开关频率进行调节保护蓄电池9使用安全，延长蓄电池9使用寿命，并通过电平转换电路11将蓄电池9输出的12V电源转换为控制器14使用的3.3V电源，保证系统的供电安全，通过无线收发器13将通信铁塔的监测结果无线发送至监测室远程进行监测，使用方便，效率高，适用性强。
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。
Claims (10)
1.一种通信铁塔倾斜监测系统，其特征在于：包括太阳能供电电源和与所述太阳能供电电源相接的通信铁塔倾斜监测装置，所述通信铁塔倾斜监测装置包括控制器(14)和与所述控制器(14)相接的时钟电路(12)和无线收发器(13)，所述控制器(14)的输入端接有多个布设在通信铁塔上且用于监测通信铁塔倾斜的数字信号输入模块和多个布设在通信铁塔上且用于监测通信铁塔倾斜的模拟信号输入模块，所述数字信号输入模块包括水平检测模块(1)、温湿度传感器(2)以及与所述水平检测模块(1)的输出端和所述温湿度传感器(2)的输出端均相接的光耦隔离电路(5)，所述模拟信号输入模块包括风速传感器(3)、振动传感器(4)以及与所述风速传感器(3)的输出端和所述振动传感器(4)的输出端均相接的信号放大电路(6)，所述光耦隔离电路(5)的输出端和所述信号放大电路(6)的输出端均与控制器(14)的输入端相接；所述太阳能供电电源包括依次连接的太阳能光伏电池(7)、太阳能充放电保护电路(8)、蓄电池(9)以及与所述蓄电池(9)输出端均相接的电压采样电路(10)和电平转换电路(11)，所述电压采样电路(10)的输出端和电平转换电路(11)的输出端均与控制器(14)的输入端相接，所述太阳能充放电保护电路(8)的输入端与控制器(14)的输出端相接；所述蓄电池(9)为12V蓄电池BT1，所述电平转换电路(11)包括芯片AMS1117-3.3V，所述芯片AMS1117-3.3V与12V蓄电池BT1相接且将12V蓄电池BT1输出的12V电源转换为3.3V电源输出。
2.按照权利要求1所述的一种通信铁塔倾斜监测系统，其特征在于：所述太阳能充放电保护电路(8)包括PNP三极管Q1、NPN三极管Q2和NPN三极管Q3，所述PNP三极管Q1的集电极与太阳能光伏电池(7)的正输出端+相接，PNP三极管Q1的基极与控制器(14)相接，PNP三极管Q1的发射极分两路，一路经电阻R2和二极管D1与12V蓄电池BT1的正极相接，另一路经发光二极管D3与NPN三极管Q2的基极相接；NPN三极管Q2的集电极经电阻R1与12V蓄电池BT1的正极相接，NPN三极管Q2的发射极与12V蓄电池BT1的负极相接，NPN三极管Q2的集电极和电阻R1的连接端与NPN三极管Q3的基极相接，NPN三极管Q3的集电极与二极管D2的阴极相接，NPN三极管Q3的发射极经电阻R6与12V蓄电池BT1的负极相接，二极管D2的阳极与12V蓄电池BT1的正极相接。
3.按照权利要求2所述的一种通信铁塔倾斜监测系统，其特征在于：所述电压采样电路(10)包括运放U1，所述运放U1的反相输入端经电阻R7与12V蓄电池BT1的正极相接，运放U1的同相输入端经电阻R8与12V蓄电池BT1的负极相接，运放U1的输出端分两路，一路与控制器(14)相接，另一路经电阻R5与运放U1的反相输入端和电阻R7的连接端相接。
4.按照权利要求2所述的一种通信铁塔倾斜监测系统，其特征在于：所述光耦隔离电路(5)包括芯片TLP521-2和两端接口JP1，所述芯片TLP521-2的第1管脚分两路，一路经电阻R16与两端接口JP1的一端相接，另一路与12V蓄电池BT1的正极相接；芯片TLP521-2的第3管脚分两路，一路经电阻R18与两端接口JP1的另一端相接，另一路与12V蓄电池BT1的正极相接；芯片TLP521-2的第5管脚分两路，一路经电阻R22接地，另一路与控制器(14)相接；芯片TLP521-2的第7管脚分两路，一路经电阻R19接地，另一路与控制器(14)相接；芯片TLP521-2的第6管脚和第8管脚均与芯片AMS1117-3.3V的3.3V电源输出端相接。
5.按照权利要求4所述的一种通信铁塔倾斜监测系统，其特征在于：所述水平检测模块(1)包括数字三轴加速度传感器ADXL345，所述数字三轴加速度传感器ADXL345的信号输出端与两端接口JP1的一端相接。
6.按照权利要求4所述的一种通信铁塔倾斜监测系统，其特征在于：所述温湿度传感器(2)包括传感器SHT11，所述传感器SHT11的信号输出端与两端接口JP1的另一端相接。
7.按照权利要求1所述的一种通信铁塔倾斜监测系统，其特征在于：所述信号放大电路(6)包括运放U2、运放U3和两端接口JP2，所述运放U2的反相输入端与并联的电阻R11和可变电容C2的一端相接，并联的电阻R11和可变电容C2的另一端经电阻R10接地，运放U2的同相输入端经电阻R12与两端接口JP2的一端相接，运放U2的输出端分两路，一路经可变电阻R9与并联的电阻R11和可变电容C2的另一端和电阻R10的连接端相接，另一路与控制器(14)相接；所述运放U3的反相输入端与并联的电阻R17和可变电容C3的一端相接，并联的电阻R17和可变电容C3的另一端经电阻R14接地，运放U3的同相输入端经电阻R20与两端接口JP2的一端相接，运放U3的输出端分两路，一路经可变电阻R15与并联的电阻R17和可变电容C3的另一端和电阻R14的连接端相接，另一路与控制器(14)相接。
8.按照权利要求7所述的一种通信铁塔倾斜监测系统，其特征在于：所述风速传感器(3)的信号输出端与两端接口JP2的一端相接。
9.按照权利要求7所述的一种通信铁塔倾斜监测系统，其特征在于：所述振动传感器(4)的信号输出端与两端接口JP2的另一端相接。
10.按照权利要求1所述的一种通信铁塔倾斜监测系统，其特征在于：所述无线收发器(13)为GSM模块。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN201521054030.7U CN205246062U (zh) | 2015-12-17 | 2015-12-17 | 一种通信铁塔倾斜监测系统 |
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| CN201521054030.7U CN205246062U (zh) | 2015-12-17 | 2015-12-17 | 一种通信铁塔倾斜监测系统 |
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107144259A (zh) * | 2017-07-03 | 2017-09-08 | 上海励之恒科技有限公司 | 一种房屋墙面倾斜检测器 |
| CN111352364A (zh) * | 2019-11-08 | 2020-06-30 | 凯里云瀚智慧城市运营管理有限公司 | 一种支持远程控制的传感器电路 |
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- 2015-12-17 CN CN201521054030.7U patent/CN205246062U/zh not_active Expired - Fee Related
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