CN207198323U - 一种基于输电塔的搜救定位装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种基于输电塔的搜救定位装置，该装置包括复数个设置于输电塔塔架上的现场导频信号收发模块以及设置于远程监控中心处且与现场导频信号收发模块匹配的远程监控模块；现场导频信号收发单元包括一端与输电塔塔架固定连接的连接杆、设置于连接杆底端的第一电机、与第一电机输出轴固定连接的第一连接板、上端面与第一连接板固定连接的第一壳体以及设置于该第一壳体内的导频信号收发单元、控制单元以及现场电力载波信号收发单元；远程监控模块包括与现场电力载波信号收发单元匹配的远程电力载波信号收发单元以及计算机终端。本实用新型所提出的一种基于输电塔的搜救定位装置，结构简单，易于实现。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种基于输电塔的搜救定位装置以及定位方法。
背景技术
人员在野外出行、游玩、探险时，有可能因为失足跌落、车辆故障、意外伤害等原因受困。常用的求救方法是电话求救。但如果受困区域不在基站覆盖范围内，或者因地形、环境等因素造成手机信号太弱，则受困人员无法及时求救，特别是在山区、森林等区域，因为视野范围受到限制，搜救工作难度很大。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种基于输电塔的搜救定位装置，以克服现有技术中存在的缺陷。
为实现上述目的，本实用新型的技术方案是：一种基于输电塔的搜救定位装置，包括：复数个设置于输电塔塔架上的现场导频信号收发模块以及设置于远程监控中心处且与所述现场导频信号收发模块匹配的远程监控模块；所述现场导频信号收发模块包括一端与所述输电塔塔架固定连接的连接杆、设置于该连接杆底端的第一电机、与该第一电机的输出轴固定连接的第一连接板、上端面与该第一连接板固定连接的第一壳体以及设置于该第一壳体内的导频信号收发单元、控制单元以及现场电力载波信号收发单元；所述第一电机经一设置于所述第一壳体的第一电机驱动电路连接至所述控制单元；所述导频信号收发单元以及所述现场电力载波信号收发单元均与所述控制单元相连；所述远程监控模块包括一远程电力载波信号收发单元以及一与该电力载波信号收发单元相连的计算机终端；所述现场电力载波信号收发单元与所述远程电力载波信号收发单元匹配。
在本实用新型一实施例中，所述第一电机输出轴外侧壁还设置一与所述控制单元相连的红外检测传感器，所述第一电机外壳的底端设置有与所述红外检测传感器配合的限位挡板；当所述第一电机的输出轴旋转时，所述红外检测传感器随输出轴旋转，且当旋转至所述限位挡板位置时，通过所述红外检测传感器向所述控制单元反馈一触发信号，所述控制单元控制所述第一电机反转。
在本实用新型一实施例中，所述连接板开设有用于螺钉穿过的通孔，所述第一壳体上端面设置有与螺钉配合的螺孔，所述连接板通过螺钉与所述第一壳体的上端面螺接固定。
在本实用新型一实施例中，所述导频信号收发单元为一OTDOA设备。
在本实用新型一实施例中，所述现场电力载波信号收发单元以及所述远程电力载波信号收发单元均包括：与电力线耦合的耦合器、与所述耦合器相连的信号耦合电路、分别与所述信号耦合电路相连的信号发送单元与信号接收单元、分别与所述信号发送单元与所述信号接收单元相连的数据处理单元以及与所述数据处理单元相连的传输接口；所述信号发送单元包括电力调制电路以及电力载波发送电路；所述信号接收单元包括电力载波取样电路以及电力解调电路。
在本实用新型一实施例中，所述第一壳体的下端面设置有一与该第一壳体下端面固定连接的第二壳体；所述第二壳体下端面开设有用于固定设置第二电机、第三电机以及四电机的通孔；所述第二电机、所述第三电机以及所述第四电机的外侧壁与对应的通孔内侧壁固定连接；所述第二电机经第二电机驱动电路连接至所述控制单元，所述第三电机经第三电机驱动电路连接至所述控制单元，所述第四电机经第四电机驱动电路连接至所述控制单元；所述第二电机输出轴与一摄像机的外壳体顶部固定连接，所述摄像机与所述控制单元相连；所述第三电机输出轴与一夜视仪的外壳体顶部固定连接，所述夜视仪与所述控制单元相连；所述第四电机输出轴与一热成像仪的外壳体顶部固定连接，所述热成像仪与所述控制单元相连。
在本实用新型一实施例中，所述控制单元采用MCU、FPG或CPLD。
相较于现有技术，本实用新型具有以下有益效果：
1.本实用新型所提出的装置，结构简单，易于实现；
2.输电塔因客观需要，设置在野外人烟稀少处，正是手机信号弱的区域，通过该装置可提高对野外作业人员的监控；
3.输电网是全网联通的信号传输通道，利用输电网完成信号的交互；
4.输电塔海拔位置高，周围无遮挡物，信号质量好，有利于提高定位精度；
5.充分利用现有设备，有效节约成本。
附图说明
图1为本实用新型中野外搜救定位装置结构图。
图2为本实用新型中野外搜救定位装置原理图。
图3为本实用新型中现场电力载波信号收发单元以及远程电力载波信号收发单元的原理图。
具体实施方式
下面结合附图以及现有软件，对本实用新型的技术方案进行具体说明。在该说明过程中所涉及的现有软件均不是本实用新型所保护的客体，本实用新型仅保护该装置的结构以及连接关系。
本实用新型提供一种基于输电塔的搜救定位装置，如图1至图3所示，包括：复数个设置于输电塔塔架上的现场导频信号收发模块以及设置于远程监控中心处且与现场导频信号收发模块匹配的远程监控模块；现场导频信号收发模块包括一端与输电塔塔架固定连接的连接杆1、设置于该连接杆底端的第一电机2、与该第一电机的输出轴固定连接的第一连接板3、上端面与该第一连接板固定连接的第一壳体4以及设置于该第一壳体内的导频信号收发单元、控制单元以及现场电力载波信号收发单元；第一电机经一设置于第一壳体的第一电机驱动电路连接至控制单元；导频信号收发单元以及现场电力载波信号收发单元均与控制单元相连；远程监控模块包括一远程电力载波信号收发单元以及一与该电力载波信号收发单元相连的计算机终端；现场电力载波信号收发单元与远程电力载波信号收发单元匹配。
进一步的，在本实施例中，第一电机输出轴外侧壁还设置一与控制单元相连的红外检测传感器5，第一电机外壳的底端设置有与红外检测传感器配合的限位挡板6；当第一电机的输出轴旋转时，红外检测传感器随输出轴旋转，且当旋转至限位挡板位置时，通过红外检测传感器向控制单元反馈一触发信号，控制单元控制第一电机反转。
进一步的，在本实施例中，连接板开设有用于螺钉穿过的通孔，第一壳体上端面设置有与螺钉7配合的螺孔，连接板通过螺钉与第一壳体的上端面螺接固定。
进一步的，在本实施例中，导频信号收发单元为一OTDOA设备。
进一步的，在本实施例中，现场电力载波信号收发单元以及远程电力载波信号收发单元均包括：与电力线耦合的耦合器、与耦合器相连的信号耦合电路、分别与信号耦合单元相连的信号发送单元与信号接收单元、分别与信号发送单元与信号接收单元相连的数据处理单元以及与数据处理单元相连的传输接口；信号发送单元包括电力调制电路以及电力载波发送电路；信号接收单元包括电力载波取样电路以及电力解调电路。
进一步的，在本实施例中，第一壳体的下端面设置有一与该第一壳体下端面固定连接的第二壳体8；第二壳体下端面开设有用于固定设置第二电机9、第三电机10以及第四电机11的通孔；第二电机、第三电机以及第四电机的外侧壁与对应的通孔内侧壁固定连接；第二电机经第二电机驱动电路连接至控制单元，第三电机经第三电机驱动电路连接至控制单元，第四电机经第四电机驱动电路连接至控制单元；第二电机输出轴与一摄像机12的外壳体顶部固定连接，摄像机与控制单元相连；第三电机输出轴与一夜视仪13的外壳体顶部固定连接，夜视仪与控制单元相连；第四电机输出轴与一热成像仪14的外壳体顶部固定连接，热成像仪与控制单元相连。
进一步的，在本实施例中，控制单元采用MCU、FPG或CPLD。
进一步的，在本实施例中，还提供一种基于输电塔的搜救定位装置的定位方法，按照如下步骤实现：
步骤S1：获取每个现场导频信号收发模块的二维地理坐标以及对应的编号，并存储于计算机终端中；
步骤S2：控制单元控制对应的第一电机旋转，现场导频信号收发模块向对应的当前检测区域实时发送导频信号；
步骤S3：现场导频信号收发模块检测到当前检测区域内有手机接入时，获取现场导频信号由现场导频信号收发模块与该手机的传输时延，并将传输时延以及该现场导频信号收发模块的编号，经现场电力载波信号收发单元以及远程电力载波信号收发单元上传至计算机终端；
步骤S4：计算机终端获取N个现场导频信号收发模块上传的与该手机匹配的传输时延以及对应的编号；
步骤S5：记手机的位置为(x,y)，现场导频信号收发模块的二维地理坐标为(xi,yi)，现场导频信号收发模块与手机的传输时延为，i为现场导频信号收发模块的编号，c为光速，N≥3，则手机与现场导频信号收发模块的距离测量值：
；
其中，εi为服从均值为0、方差为的高斯分布的测量误差；
步骤S6：选择一现场导频信号收发模块为主现场导频信号收发模块，将其余现场导频信号收发模块作为从现场导频信号收发模块；
以主现场导频信号收发模块与手机的距离为参考距离，手机与从现场导频信号收发模块和主现场导频信号收发模块的距离之差为：
；
将上式转化为矩阵：
；
其中，是从现场导频信号收发模块与主现场导频信号收发模块距离差的测量值；d是从现场导频信号收发模块与主现场导频信号收发模块到手机距离差的真实值；ε为距离测量误差；
步骤S7：计算机终端对步骤S6中的非线性方程组进行求解，计算手机的二维地理坐标。
在本实施例中，计算机终端获取手机的二维地理坐标，通过一显示终端结合电子地图，将其坐标在电子地图上标注并显示，以便于运维人员查看。
在本实施例中，通过计算机终端将所获取的手机的二位地理坐标进行跟踪，计算该二位地理坐标的保留时间，当达到第一阈值时间时，计算机终端提示报警信息；远程监控中心的运维人员通过计算机终端发送控制信息至控制模块，通过调整摄像机、夜视仪或热成像仪的角度，获取不同环境下的现场影像信息，便于远程现场定位追踪、查看以及监控。
以上是本实用新型的较佳实施例，凡依本实用新型技术方案所作的改变，所产生的功能作用未超出本实用新型技术方案的范围时，均属于本实用新型的保护范围。
Claims (7)
1.一种基于输电塔的搜救定位装置，其特征在于，包括：复数个设置于输电塔塔架上的现场导频信号收发模块以及设置于远程监控中心处且与所述现场导频信号收发模块匹配的远程监控模块；所述现场导频信号收发模块包括一端与所述输电塔塔架固定连接的连接杆、设置于该连接杆底端的第一电机、与该第一电机的输出轴固定连接的第一连接板、上端面与该第一连接板固定连接的第一壳体以及设置于该第一壳体内的导频信号收发单元、控制单元以及现场电力载波信号收发单元；所述第一电机经一设置于所述第一壳体的第一电机驱动电路连接至所述控制单元；所述导频信号收发单元以及所述现场电力载波信号收发单元均与所述控制单元相连；所述远程监控模块包括一远程电力载波信号收发单元以及一与该电力载波信号收发单元相连的计算机终端；所述现场电力载波信号收发单元与所述远程电力载波信号收发单元匹配。
2.根据权利要求1所述的一种基于输电塔的搜救定位装置，其特征在于，所述第一电机输出轴外侧壁还设置一与所述控制单元相连的红外检测传感器，所述第一电机外壳的底端设置有与所述红外检测传感器配合的限位挡板；当所述第一电机的输出轴旋转时，所述红外检测传感器随输出轴旋转，且当旋转至所述限位挡板位置时，通过所述红外检测传感器向所述控制单元反馈一触发信号，所述控制单元控制所述第一电机反转。
3.根据权利要求1所述的一种基于输电塔的搜救定位装置，其特征在于，所述连接板开设有用于螺钉穿过的通孔，所述第一壳体上端面设置有与螺钉配合的螺孔，所述连接板通过螺钉与所述第一壳体的上端面螺接固定。
4.根据权利要求1所述的一种基于输电塔的搜救定位装置，其特征在于，所述导频信号收发单元为一OTDOA设备。
5.根据权利要求1所述的一种基于输电塔的搜救定位装置，其特征在于，所述现场电力载波信号收发单元以及所述远程电力载波信号收发单元均包括：与电力线耦合的耦合器、与所述耦合器相连的信号耦合电路、分别与所述信号耦合电路相连的信号发送单元与信号接收单元、分别与所述信号发送单元与所述信号接收单元相连的数据处理单元以及与所述数据处理单元相连的传输接口；所述信号发送单元包括电力调制电路以及电力载波发送电路；所述信号接收单元包括电力载波取样电路以及电力解调电路。
6.根据权利要求1所述的一种基于输电塔的搜救定位装置，其特征在于，所述第一壳体的下端面设置有一与该第一壳体下端面固定连接的第二壳体；所述第二壳体下端面开设有用于固定设置第二电机、第三电机以及第四电机的通孔；所述第二电机、所述第三电机以及所述第四电机的外侧壁与对应的通孔内侧壁固定连接；所述第二电机经第二电机驱动电路连接至所述控制单元，所述第三电机经第三电机驱动电路连接至所述控制单元，所述第四电机经第四电机驱动电路连接至所述控制单元；所述第二电机输出轴与一摄像机的外壳体顶部固定连接，所述摄像机与所述控制单元相连；所述第三电机输出轴与一夜视仪的外壳体顶部固定连接，所述夜视仪与所述控制单元相连；所述第四电机输出轴与一热成像仪的外壳体顶部固定连接，所述热成像仪与所述控制单元相连。
7.根据权利要求1所述的一种基于输电塔的搜救定位装置，其特征在于，所述控制单元采用MCU、FPG或CPLD。
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Cited By (2)
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| CN107144830A (zh) * | 2017-06-29 | 2017-09-08 | 国网福建省电力有限公司 | 一种野外搜救定位装置以及定位方法 |
| CN113193882A (zh) * | 2021-04-02 | 2021-07-30 | 渝丰科技股份有限公司 | 基于电力载波通信的野外求助定位系统及定位方法 |
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