CN209134548U - 智能铁塔监控系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型揭示了一种智能铁塔监控系统，包括监控服务器、至少一数据获取终端、至少一监控终端，各数据获取终端、各监控终端分别通过无线通讯方式连接所述监控服务器；所述数据获取终端包括第一壳体、微处理器、第一通讯模块、第一电源模块、高清摄像机、风速风向传感器、水平传感器、垂直传感器、振动传感器、若干位移传感器、液压传感器、天线角度传感器；所述微处理器分别连接第一通讯模块、高清摄像机、风速风向传感器、水平传感器、垂直传感器、振动传感器、若干位移传感器、液压传感器、天线角度传感器。本实用新型提出的智能铁塔监控系统，可对铁塔的各项数据进行智能监控，用户在远程可以实时获取相关信息，提高系统的智能性及可维护性。

Description

智能铁塔监控系统

技术领域

本实用新型属于电子通讯技术领域，涉及一种监控系统，尤其涉及一种智能铁塔监控系统。

背景技术

通信铁塔是构建无线网络通信的一个非常重要的基础平台，一般由塔体、平台、避雷针、爬梯、天线支撑等钢构件组成，主要用于微波、超短波、无线网络信号的传输与发射，在铁路通信、民用通信等多行业有着大量的应用。为了保障通信系统的正常运行和人员设备财产的安全，如何对数量众多的铁塔进行管理也成了很重要的问题。目前对铁塔的安全监控主要是通过人工定期巡视维护来发现和处理铁塔安全隐患，有的行业也如铁路系统也会在铁塔基站边设置站区监控系统来监视周边情况。

人工巡检一般是使用经纬仪、全站仪等仪器来对铁塔进行测试维护，在人工测试发现问题后，然后通知相关人员来进行处理。而站区的视频监控系统，一般包括前端摄像机、传输线缆、视频监控平台等组成，摄像机采集站区周围情况，监控人员发现有可疑情况之后，通知相关人员进行相应的问题处理。

人工对铁塔进行巡检需要耗费大量的人力物力，且无法做到全天候24小时的铁塔安全监测。而站区视频监控系统的建设成本较高，在铁塔数量很多的情况下很不经济，而且不是专业应对铁塔安全情况的监控，效率较低，由监控人员来巡查也很难做到全天候24小时的铁塔安全故障监测与处理。这两种传统的铁塔安全监测技术都有着成本较高，效率较低，效果不尽人意的缺点，满足不了现在人们对铁塔安全监测的高标准要求。

有鉴于此，如今迫切需要设计一种新的铁塔监控方式，以便克服现有铁塔监控方式存在的上述缺陷。

实用新型内容

本实用新型提供一种智能铁塔监控系统，可对铁塔的各项数据进行智能监控，用户在远程可以实时获取相关信息，提高系统的智能性及可维护性。

为解决上述技术问题，根据本实用新型的一个方面，采用如下技术方案：

一种智能铁塔监控系统，所述系统包括：监控服务器、至少一数据获取终端、至少一监控终端，各数据获取终端、各监控终端分别通过无线通讯方式连接所述监控服务器；

所述数据获取终端包括第一壳体、微处理器、第一通讯模块、第一电源模块、高清摄像机、风速风向传感器、水平传感器、垂直传感器、振动传感器、若干位移传感器、液压传感器、天线角度传感器；

所述微处理器分别连接第一通讯模块、高清摄像机、风速风向传感器、水平传感器、垂直传感器、振动传感器、若干位移传感器、液压传感器、天线角度传感器；第一电源模块为数据获取终端的用电部分提供工作所需的电能；

所述微处理器、第一通讯模块、第一电源模块设置于所述第一壳体内，高清摄像机通过一底座设置于第一壳体上方；

所述底座内设有能驱动高清摄像机的驱动电机及传动齿轮组，传动齿轮组包括大齿轮、小齿轮；所述高清摄像机与大齿轮固定设置，驱动电机的驱动轴连接小齿轮，小齿轮与大齿轮相啮合；

所述风速风向传感器、水平传感器、垂直传感器、振动传感器分别设置于铁塔的不同位置；风速风向传感器、水平传感器、垂直传感器、振动传感器分别连接所述微处理器；所述水平传感器、垂直传感器分别为倾角传感器；

若干位移传感器设置于铁塔上，各个位移传感器朝向下方设置，感应各位移传感器距离地面的距离，各位移传感器分别通过线缆连接所述微处理器；

所述液压传感器设置于铁塔基础上，用以测量铁塔的沉降数据；所述天线角度传感器设置于天线上，用以测量天线与设定方向形成的角度。

作为本实用新型的一种实施方式，所述监控服务器为计算机。

作为本实用新型的一种实施方式，所述第一通讯模块包括手机无线通信网络。

作为本实用新型的一种实施方式，所述数据获取终端包括电路板，电路板上设有SIM卡插槽。

作为本实用新型的一种实施方式，所述风速风向传感器、水平传感器、垂直传感器、振动传感器分别通过有线线缆连接所述微处理器。

作为本实用新型的一种实施方式，所述风速风向传感器、水平传感器、垂直传感器、振动传感器分别通过无线通讯的方式连接所述微处理器。

作为本实用新型的一种实施方式，所述风速风向传感器、水平传感器、垂直传感器、振动传感器分别设有无线通讯模块，通过各自的无线通讯模块连接所述微处理器。

作为本实用新型的一种实施方式，所述风速风向传感器、水平传感器、垂直传感器、振动传感器设置的无线通讯模块为蓝牙通讯模块。

本实用新型的有益效果在于：本实用新型提出的智能铁塔监控系统，可对铁塔的各项数据进行智能监控，用户在远程可以实时获取相关信息，提高系统的智能性及可维护性。

附图说明

图1为现有铁塔监控方式的示意图。

图2为本实用新型一实施例中智能铁塔监控系统的组成示意图。

图3为本实用新型一实施例中数据获取终端的结构示意图。

图4为本实用新型一实施例中摄像头调节机构的结构示意图。

图5为本实用新型一实施例中智能铁塔监控系统的工作流程示意图。

图6为本实用新型一实施例中微处理器的电路示意图。

图7为本实用新型一实施例中风向传感器的电路示意图。

图8为本实用新型一实施例中风速传感器的电路示意图。

图9为本实用新型一实施例中电动机驱动电路的电路示意图。

图10为本实用新型一实施例中倾角传感器的电路示意图。

图11为本实用新型一实施例中距离传感器的电路示意图。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本实用新型的优选实施例。

为了进一步理解本实用新型，下面结合实施例对本实用新型优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本实用新型的特征和优点，而不是对本实用新型权利要求的限制。

该部分的描述只针对几个典型的实施例，本实用新型并不仅局限于实施例描述的范围。相同或相近的现有技术手段与实施例中的一些技术特征进行相互替换也在本实用新型描述和保护的范围内。

本实用新型揭示了一种智能铁塔监控系统，图2为本实用新型一实施例中智能铁塔监控系统的组成示意图；请参阅图2，在本实用新型的一个实施例中，所述智能铁塔监控系统包括：监控服务器10、至少一数据获取终端30、至少一监控终端20，各数据获取终端30、各监控终端20分别通过无线通讯方式连接所述监控服务器10。

所述数据获取终端30包括第一壳体、微处理器301、第一通讯模块302、第一电源模块303、高清摄像机304、风速风向传感器305、水平传感器306、垂直传感器307、振动传感器308、若干位移传感器309、液压传感器310、天线角度传感器311。

所述微处理器301分别连接第一通讯模块302、高清摄像机304、风速风向传感器305、水平传感器306、垂直传感器307、振动传感器308、若干位移传感器309、液压传感器310、天线角度传感器311；第一电源模块303为数据获取终端的用电部分提供工作所需的电能。

图3为本实用新型一实施例中数据获取终端的结构示意图；请参阅图3，在本实用新型的一个实施例中，所述微处理器301、第一通讯模块302、第一电源模块303设置于所述第一壳体312内，高清摄像机304通过一底座313设置于第一壳体312上方。

图4为本实用新型一实施例中摄像头调节机构的结构示意图；请参阅图3，在本实用新型的一个实施例中，所述底座313内设有能驱动高清摄像机304的驱动电机314及传动齿轮组，传动齿轮组包括大齿轮315、小齿轮316；所述高清摄像机304与大齿轮315固定设置(在本实用新型的一实施例中，高清摄像机304通过固定销317固定大齿轮315)，驱动电机314的驱动轴连接小齿轮316，小齿轮316与大齿轮315相啮合。驱动电机314在驱动小齿轮316转动时能带动大齿轮315动作，从而能驱动高清摄像机304沿设定方向动作。

如图2所示，所述风速风向传感器305、水平传感器306、垂直传感器307、振动传感器308分别设置于铁塔的不同位置；风速风向传感器305、水平传感器306、垂直传感器307、振动传感器308分别通过有线线缆或/和无线通讯的方式连接所述微处理器；所述水平传感器306、垂直传感器307分别包括倾角传感器。

若干位移传感器309设置于铁塔上，各个位移传感器309朝向下方设置，感应各位移传感器距离地面的距离，各位移传感器309分别通过线缆连接所述微处理器301。

所述液压传感器310设置于铁塔基础上，用以测量铁塔的沉降数据；所述天线角度传感器311设置于天线上，用以测量天线与设定方向形成的角度。

在本实用新型的一个实施例中，液压传感器包括安装脚架、传感器本体、观测线缆、通液管、通气管、储液罐、防冻液、固定脚架等。当液压传感器与储液罐之间的高差产生变化时，液压传感器感应膜上的液体压力也产生变化，压力使感应膜的全桥硅片发生形变，形变转化的电信号经电缆传输至采集装置，可得出观测点的沉降变化。液压传感器与储液罐之间由通液管连通，液压传感器所受到的压力与储液罐液面的高度有关，通气管将液压传感器的内腔与储液罐上放空间连通，使整个系统内部气压达到压力自平衡，确保液压传感器不受大气压力变化的影响。

在本实用新型的一个实施例中，所述监控服务器为计算机。如可以为型号为戴尔(DELL)R730 2U机架式服务器主机E5-2603v4的服务器主机。

在本实用新型的一个实施例中，所述第一通讯模块包括手机无线通信网络。相应地，所述数据获取终端包括电路板，电路板上设有SIM卡插槽。

在本实用新型的一个实施例中，所述风速风向传感器、水平传感器、垂直传感器、振动传感器分别设有无线通讯模块(如蓝牙模块或Wifi模块等)，通过各自的无线通讯模块连接所述微处理器。

图6为本实用新型一实施例中微处理器的电路示意图；如图6所示，在本实用新型的一个实施例中，微处理器电路包括第一芯片U1、第三芯片U3、第四芯片U4及其外围电路，具体电路可参阅图6的描述。

图7为本实用新型一实施例中风向传感器的电路示意图；如图7所示，在本实用新型的一个实施例中，风向传感器电路包括第5A芯片U5A、第三二极管D3、第五三极管Q5、第六三极管Q6等，具体电路可参阅图7的描述。

图8为本实用新型一实施例中风速传感器的电路示意图；如图8所示，在本实用新型的一个实施例中，风速传感器电路包括第七三极管Q7、第八三极管Q8、第六二极管D6等，具体电路可参阅图8的描述。

图9为本实用新型一实施例中电动机驱动电路的电路示意图；如图9所示，在本实用新型的一个实施例中，电动机驱动电路包括第八芯片U8、第九芯片U9及外围电路，具体电路可参阅图9的描述。

图10为本实用新型一实施例中倾角传感器的电路示意图；如图10所示，在本实用新型的一个实施例中，倾角传感器电路包括第六芯片U6、第五功放U5等，具体电路可参阅图10的描述。

图11为本实用新型一实施例中微处理器的电路示意图；如图11所示，在本实用新型的一个实施例中，距离传感器电路包括第三二芯片U32、第二八芯片U28、第二六二极管D26、第三二二极管D32、第十八三极管Q18等，具体电路可参阅图11的描述。

在本实用新型的一个实施例中，智能铁塔监控系统主要为解决目前通信铁塔的安全防范效率低、成本高的缺点而设计开发的，在铁路和民用通信领域，通信铁塔数量众多，在社会发展日益成熟的今天，安全问题也是重中之重，通过人工巡查和站区视频监控系统监控都无法在全天候24小时快速有效的发现铁塔安全隐患，所以采用了智能铁塔监控系统来对铁塔的安全情况进行不间断的查询监测，发现问题马上进行处理，有力保障了通信系统的运行安全和铁塔本身的设备安全。

在本实用新型的一个实施例中，智能铁塔监控系统主要由铁塔监控平台、监控数据处理单元、监控终端和服务器组成。铁塔监控平台包含有多种不同类型的传感器，传感器24小时不间断运行，采集铁塔状态数据，监控数据处理单元将数据处理并转发至服务器端，服务器端对传感器采集到的数据进行智能分析并将结果在监控终端上显示出来，当有异常告警出现时，监控人员就通知相关技术人员来解决铁塔安全隐患问题。

图5为本实用新型一实施例中智能铁塔监控系统的工作流程示意图；请参阅图5，在本实用新型的一个实施例中，本实用新型的主要工作过程为：系统上电启动；传感器开始采集铁塔状态数据；监控数据处理单元采集数据上传至服务器进行智能分析；数据正常，采集的数据进行存储；数据异常，上传告警数据并进行告警数据的存储；监控终端显示告警并伴有声光电提示；确认告警内容并通知相关人员进行处理。

在本实用新型的一个实施例中，本实用新型的功能主要包括以下部分：

数据采集功能，系统铁塔监控平台内的多种类型传感器具有周期性自动采集铁塔垂直角度、水平角度、风速风向、基础沉降、铁塔位移、天线角度、振动数据和视频监控等多种数据的功能，并将采集到的数据传送到安装在机房内的监控数据处理单元。

告警提示功能，系统具备实时性、多地点、多时间的并发告警功能，在监控终端上发出告警信号，同时伴有声光提示。告警信息通过区分告警等级与设备实时状态。可以有效提高工作效率和故障响应速度，帮助维护人员尽早处理故障。

设备监控功能，系统可对现场设备进行实时监控，当离线或有故障告警信息时，系统会进行实时显示，并可以对铁塔的安全状监控况数据进行实时的查询与图形化的显示。

故障识别功能，系统具有能够判断故障类别的功能，可以判断是设备故障或者网络故障。

数据存储功能，系统具有对实时监测数据自动保存功能，保存每一条监测数据并能将历史记录导出至电子表格中。

趋势分析功能，系统具有将历史数据自动生成趋势分析图的功能，通过分析趋势图可以得到铁塔安全数据的渐变信息，从而帮助维护人员及早发现铁塔倾斜的隐患。

信息库功能，系统添加了独立的铁塔地理位置信息库，记录并保存铁塔的经纬度、类型、塔高、初始垂直度等基本信息，以及周边地理环境信息。

系统管理功能，系统具备分级化管理功能，在用户等级权限分级管理的同时，还能按不同区域分区管理。

综上所述，本实用新型提出的智能铁塔监控系统，可对铁塔的各项数据进行智能监控，用户在远程可以实时获取相关信息，提高系统的智能性及可维护性。本实用新型带来的好处具体包括：

节省用户投资，节约社会资源。本实用新型均采用国产设备和自研关键技术进行系统的组建使用，仅使用一套系统就可以实现对铁塔安全状态的全方位24小时不间断监测防护，在发生告警时，第一时间进行智能分析并上传，可以及时有效的对安全故障进行处理解决，无需采购昂贵的铁塔测试仪器和使用大量的人力物力进行耗时耗力的巡查，大幅提高了铁塔维护效率，本系统施工安装简单快速，经济且使用方便。

增强了用户的良好使用体验。只需一套系统即可完成区域内铁塔的的监测告警防护，可以对安全监测数据进行智能分析，防止误报和漏报，无需人工去分析，用户无需去巡视大量的铁塔监控数据，仅对发生告警信息的区域进行相应的操作即可，使用简单，操作方便。

方便的管理维护特性。因为系统传输采用了基于TCP/I P协议的通信技术，每台设备均有自己独立的地址，可以通过网络进行设备管理、信息采集等等多方面的管理维护操作，用户监控维护起来十分方便。

设备的可靠性非常高。由于本系统内设备均采用工业级的嵌入式处理器，数字器件的寿命长，稳定性高，抗干扰能力强，所以设备的可靠性非常高，可以有效保证数据采集和传输任务的顺利进行。

这里本实用新型的描述和应用是说明性的，并非想将本实用新型的范围限制在上述实施例中。这里所披露的实施例的变形和改变是可能的，对于那些本领域的普通技术人员来说实施例的替换和等效的各种部件是公知的。本领域技术人员应该清楚的是，在不脱离本实用新型的精神或本质特征的情况下，本实用新型可以以其它形式、结构、布置、比例，以及用其它组件、材料和部件来实现。在不脱离本实用新型范围和精神的情况下，可以对这里所披露的实施例进行其它变形和改变。

Claims (8)

1.一种智能铁塔监控系统，其特征在于，所述系统包括：监控服务器、至少一数据获取终端、至少一监控终端，各数据获取终端、各监控终端分别通过无线通讯方式连接所述监控服务器；

所述数据获取终端包括第一壳体、微处理器、第一通讯模块、第一电源模块、高清摄像机、风速风向传感器、水平传感器、垂直传感器、振动传感器、若干位移传感器、液压传感器、天线角度传感器；

所述微处理器分别连接第一通讯模块、高清摄像机、风速风向传感器、水平传感器、垂直传感器、振动传感器、若干位移传感器、液压传感器、天线角度传感器；第一电源模块为数据获取终端的用电部分提供工作所需的电能；

所述微处理器、第一通讯模块、第一电源模块设置于所述第一壳体内，高清摄像机通过一底座设置于第一壳体上方；

所述底座内设有能驱动高清摄像机的驱动电机及传动齿轮组，传动齿轮组包括大齿轮、小齿轮；所述高清摄像机与大齿轮固定设置，驱动电机的驱动轴连接小齿轮，小齿轮与大齿轮相啮合；

所述风速风向传感器、水平传感器、垂直传感器、振动传感器分别设置于铁塔的不同位置；风速风向传感器、水平传感器、垂直传感器、振动传感器分别连接所述微处理器；所述水平传感器、垂直传感器分别为倾角传感器；

若干位移传感器设置于铁塔上，各个位移传感器朝向下方设置，感应各位移传感器距离地面的距离，各位移传感器分别通过线缆连接所述微处理器；

所述液压传感器设置于铁塔基础上，用以测量铁塔的沉降数据；所述天线角度传感器设置于天线上，用以测量天线与设定方向形成的角度。

2.根据权利要求1所述的智能铁塔监控系统，其特征在于：

所述监控服务器为计算机。

3.根据权利要求1所述的智能铁塔监控系统，其特征在于：

所述第一通讯模块包括手机无线通信网络。

4.根据权利要求3所述的智能铁塔监控系统，其特征在于：

所述数据获取终端包括电路板，电路板上设有SIM卡插槽。

5.根据权利要求1所述的智能铁塔监控系统，其特征在于：

所述风速风向传感器、水平传感器、垂直传感器、振动传感器分别通过有线线缆连接所述微处理器。

6.根据权利要求1所述的智能铁塔监控系统，其特征在于：

所述风速风向传感器、水平传感器、垂直传感器、振动传感器分别通过无线通讯的方式连接所述微处理器。

7.根据权利要求6所述的智能铁塔监控系统，其特征在于：

所述风速风向传感器、水平传感器、垂直传感器、振动传感器分别设有无线通讯模块，通过各自的无线通讯模块连接所述微处理器。

8.根据权利要求7所述的智能铁塔监控系统，其特征在于：

所述风速风向传感器、水平传感器、垂直传感器、振动传感器设置的无线通讯模块为蓝牙通讯模块。