CN212807005U - 塔杆倾斜位移监测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种塔杆倾斜位移监测装置，包括装置本体，装置本体包括MCU主控器，MCU主控器通过串口通信接口分别与联网模块、定位模块、存储器、加速度传感器、加密模块电连接，MCU主控器通过I/O接口分别于复位按键、自检按键、电源管理模块电连接；电源管理模块通过A/D接口与电源模块电连接。与现有技术相比，通过加速度传感器实现对塔杆的全方位监测，并通过联网模块进行远程发送，实现了远程对现场的还原，节省了人工进行输电线路走廊的巡逻时间，大大提升了线路监测工作的便捷度，解决一般塔杆监测不能监测到水平以及纵向位移的缺陷；设置加密模块，能够避免数据在发送过程中被串改的问题。

Description

塔杆倾斜位移监测装置

技术领域

本实用新型涉及一种监测装置，特别涉及一种用于输电线路的塔杆倾斜位移监测装置。

背景技术

输电线路走廊地质、气象环境复杂，常伴随冰灾、雪灾、泥石流、山体滑坡、暴雨、强风等自然灾害的发生，容易引发杆塔倾斜或倒塌事故；一般的塔杆倾斜监测器只能监测到铁塔的倾斜角度，对于被监测物的水平和纵向的位移监测不到，而这两组数据也是导致塔杆倾斜或倒塌的起因之一。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种塔杆倾斜位移监测装置，要解决的技术问题是对塔杆进行全方位监测，提升线路监测的效果。

为解决上述问题，本实用新型采用以下技术方案实现：一种塔杆倾斜位移监测装置，包括装置本体，装置本体包括MCU主控器，MCU主控器通过串口通信接口分别与联网模块、定位模块、存储器、加速度传感器、加密模块电连接，MCU主控器通过I/O接口分别于复位按键、自检按键、电源管理模块电连接；电源管理模块通过A/D接口与电源模块电连接，以实现对塔杆的倾斜位移进行监测，将监测数据和定位信息通过联网模块发送至服务器和/或将监测数据和定位信息保存在存储器中。

进一步地，装置本体还包括外接传感器管理模块、外接传感器接口，MCU 主控器通过串口通信接口与外接传感器管理模块电连接，外接传感器管理模块通过串口通信接口与外接传感器接口电连接，电源模块与外接传感器接口电连接。

进一步地，装置本体还包括内置调试接口和外接调试接口，MCU主控器通过串口通信接口分别与内置调试接口和外接调试接口电连接。

进一步地，联网模块包括通信模块、通信天线接口和SIM卡座，MCU主控器通过串口通信接口与通信模块电连接，通信模块通过A/D接口与通信天线接口电连接、通过串口通信接口与SIM卡座电连接，以实现通过移动网络向外发送监测数据以及定位信息。

进一步地，通信模块采用CAT1 4G模组。

进一步地，定位模块包括RTK定位模块、RTK天线接口，MCU主控器通过串口通信接口与RTK定位模块电连接，以将定位数据发送至MCU主控器； RTK定位模块通过A/D接口与RTK天线接口电连接。

进一步地，电源模块包括太阳能电源管理模块、太阳能电池板接口、电池组接口、电源转换模组，电源管理模块通过A/D接口与太阳能电源管理模块电连接，太阳能电源管理模块通过A/D接口分别与太阳能电池板接口、电池组接口电连接，电池组接口通过A/D接口与电源转换模组电连接，以实现对电压进行转换后输出。

进一步地，电源模块包括太阳能电源管理模块、太阳能电池板接口、电池组接口、电源转换模组，电源管理模块通过A/D接口与太阳能电源管理模块电连接，太阳能电源管理模块通过A/D接口分别与太阳能电池板接口、电池组接口电连接，电池组接口通过A/D接口与电源转换模组电连接，电源转换模组与外挂传感器接口电连接以实现对电压进行转换后输出至外挂传感器接口为外挂传感器进行供电。

进一步地，电池组接口为7.2V电池组接口；电源转换模组为7.2转12V 直流-直流升压模组。

进一步地，加速度传感器采用三轴加速度传感器。

本实用新型与现有技术相比，设置MCU主控器、联网模块、定位模块、存储器、加速度传感器、加密模块、复位按键、自检按键以及电源管理模块，通过加速度传感器实现对塔杆的全方位监测，并通过联网模块进行远程发送，实现了远程对现场的还原，节省了人工进行输电线路走廊的巡逻时间，大大提升了线路监测工作的便捷度，解决一般塔杆监测不能监测到水平以及纵向位移的缺陷；设置加密模块，能够避免数据在发送过程中被串改的问题。

附图说明

图1是本实用新型的原理图。

图2是本实用新型控制板的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细说明。

如图1和图2所示，本实用新型公开了一种一种塔杆倾斜位移监测装置，包括装置本体，装置本体包括MCU主控器1，MCU主控器1通过串口通信接口分别与联网模块2、定位模块3、存储器4、加速度传感器5、加密模块6电连接，MCU主控器1通过I/O接口分别于复位按键7、自检按键8、电源管理模块 9电连接；电源管理模块9通过A/D接口与电源模块10电连接，以实现对塔杆的倾斜位移进行监测，将监测数据和定位信息通过联网模块2发送至服务器和/ 或将监测数据和定位信息保存在存储器4中，加速度传感器5采用三轴加速度传感器。

在本实用新型中，MCU主控器1用于数据采集并通过加密模块6加密数据并发送到联网模块2将加密的数据实时发送到后台服务器。还可以控制管理各模块的工作。定位模块3实时进行定位，以监测铁塔水平位移和上下位移数据，并传给MCU主控器1。联网模块2则用于将MCU主控处理好的加密数据实时发送到后台服务器，将服务器的控制指令接收下来并传送给MCU主控器1进行处理。加速度传感器5用于实时测试铁塔的倾斜数据并传送给MCU主控器1；存储器4 用于对数据进行本地保存，防止数据丢失的问题；复位按键7、自检按键8用于实现装置本体的复位以及自检。

具体的工作流程如下：MCU主控用于采集加速度传感器5的倾角监测数据、定位模块的水平位移和上下位移的数据，并通过加密模块6进行加密后再经联网模块2进行发送，实现了对塔杆的全方位监测，而且数据进行加密后发送，能够提高数据的安全性。

如图1和图2所示，装置本体还包括外接传感器管理模块11、外接传感器接口12，MCU主控器1通过串口通信接口与外接传感器管理模块11电连接，外接传感器管理模块11通过串口通信接口与外接传感器接口12电连接，以实现进行外接如用于采集温度、湿度、风速、风向、雨量、气压等数据的传感器；电源模块10与外接传感器接口12电连接，以对其进行供电。

如图1和图2所示，在上述基础上，装置本体还包括内置调试接口13和外接调试接口14，MCU主控器1通过串口通信接口分别与内置调试接口13和外接调试接口14电连接，以实现对装置进行在线调试。

如图1和图2所示，在本实用新型中，联网模块2包括通信模块15、通信天线接口16和SIM卡座17，MCU主控器1通过串口通信接口与通信模块15 电连接，通信模块15通过A/D接口与通信天线接口16电连接、通过串口通信接口与SIM卡座17电连接，以实现通过移动网络向外发送监测数据以及定位信息；通信天线接口16用于连接天线；具体地，通信模块15采用CAT1 4G模组。

如图1和图2所示，在本实用新型中，定位模块3包括RTK定位模块18、 RTK天线接口19，MCU主控器1通过串口通信接口与RTK定位模块18电连接，以将定位数据发送至MCU主控器1；RTK定位模块18通过A/D接口与 RTK天线接口19电连接，RTK定位模块定位精度高达cm级，还可以监测物体的水平以及纵向位移；RTK天线接口19用于连接天线。

如图1所示，本实用新型中电源模块10包括太阳能电源管理模块20、太阳能电池板接口21、电池组接口22、电源转换模组23，电源管理模块9通过A/D 接口与太阳能电源管理模块20电连接，太阳能电源管理模块20通过A/D接口分别与太阳能电池板接口21、电池组接口22电连接，电池组接口22通过A/D 接口与电源转换模组23电连接，以实现对电压进行转换；电池组接口22用于与电池组电连接，设置太阳能电池板接口21满足户外供电，无需使用输电线路对装置本体进行供电，满足严峻环境下的使用需求；电源转换模组23还与外挂传感器接口12电连接；设置电池组接口22能够满足太阳能供电不足情况下通过与之电连接的电池进行供电需求；具体地，电池组接口22为7.2V电池组接口；电源转换模组23为7.2转12V直流-直流升压模组。

本实用新型中，MCU主控器1采用STM32G071RBT；加密模块采用支持国密SM1/SM2/SM3算法的高级安全加密芯片；而存储器4采用型号为W25M02GV 的SPI flash存储芯片；外接传感器管理模块11采用型号为BL3085的外挂设备通信管理芯片；电源转换模组23采用HZD10型的电源转换模组；太阳能电源管理模块20采用BQ24650；加速度传感器5采用ADXL355型的高精度3轴加速度传感器；定位模块3采用型号为UM4B0的RTK高精度定位模块；CAT1 4G模组具体型号为SE32 4G模组。

本实用新型全方位、全面采集杆塔横向、纵向、顺线倾斜数据；同时通过外挂传感器采样机温度、湿度、风速、风向、雨量、气压等数据，能够实现远程调控，还原现场情况，大大提升了线路监测工作的便捷度。解决一般塔杆监测不能监测水平和纵向位移的缺陷。

Claims (10)

1.一种塔杆倾斜位移监测装置，包括装置本体，其特征在于：装置本体包括MCU主控器(1)，MCU主控器(1)通过串口通信接口分别与联网模块(2)、定位模块(3)、存储器(4)、加速度传感器(5)、加密模块(6)电连接，MCU主控器(1)通过I/O接口分别于复位按键(7)、自检按键(8)、电源管理模块(9)电连接；电源管理模块(9)通过A/D接口与电源模块(10)电连接，以实现对塔杆的倾斜位移进行监测，将监测数据和定位信息通过联网模块(2)发送至服务器和/或将监测数据和定位信息保存在存储器(4)中。

2.根据权利要求1所述的塔杆倾斜位移监测装置，其特征在于：装置本体还包括外接传感器管理模块(11)、外接传感器接口(12)，MCU主控器(1)通过串口通信接口与外接传感器管理模块(11)电连接，外接传感器管理模块(11)通过串口通信接口与外接传感器接口(12)电连接，电源模块(10)与外接传感器接口(12)电连接。

3.根据权利要求1或2所述的塔杆倾斜位移监测装置，其特征在于：装置本体还包括内置调试接口(13)和外接调试接口(14)，MCU主控器(1)通过串口通信接口分别与内置调试接口(13)和外接调试接口(14)电连接。

4.根据权利要求1所述的塔杆倾斜位移监测装置，其特征在于：联网模块(2)包括通信模块(15)、通信天线接口(16)和SIM卡座(17)，MCU主控器(1)通过串口通信接口与通信模块(15)电连接，通信模块(15)通过A/D接口与通信天线接口(16)电连接、通过串口通信接口与SIM卡座(17)电连接，以实现通过移动网络向外发送监测数据以及定位信息。

5.根据权利要求4所述的塔杆倾斜位移监测装置，其特征在于：通信模块(15)采用CAT14G模组。

6.根据权利要求1所述的塔杆倾斜位移监测装置，其特征在于：定位模块(3)包括RTK定位模块(18)、RTK天线接口(19)，MCU主控器(1)通过串口通信接口与RTK定位模块(18)电连接，以将定位数据发送至MCU主控器(1)；RTK定位模块(18)通过A/D接口与RTK天线接口(19)电连接。

7.根据权利要求1所述的塔杆倾斜位移监测装置，其特征在于：电源模块(10)包括太阳能电源管理模块(20)、太阳能电池板接口(21)、电池组接口(22)、电源转换模组(23)，电源管理模块(9)通过A/D接口与太阳能电源管理模块(20)电连接，太阳能电源管理模块(20)通过A/D接口分别与太阳能电池板接口(21)、电池组接口(22)电连接，电池组接口(22)通过A/D 接口与电源转换模组(23)电连接，以实现对电压进行转换后输出。

8.根据权利要求2所述的塔杆倾斜位移监测装置，其特征在于：电源模块(10)包括太阳能电源管理模块(20)、太阳能电池板接口(21)、电池组接口(22)、电源转换模组(23)，电源管理模块(9)通过A/D接口与太阳能电源管理模块(20)电连接，太阳能电源管理模块(20)通过A/D接口分别与太阳能电池板接口(21)、电池组接口(22)电连接，电池组接口(22)通过A/D接口与电源转换模组(23)电连接，电源转换模组(23)与外挂传感器接口(12)电连接以实现对电压进行转换后输出至外挂传感器接口(12)为外挂传感器进行供电。

9.根据权利要求7或8所述的塔杆倾斜位移监测装置，其特征在于：电池组接口(22)为7.2V电池组接口；电源转换模组(23)为7.2转12V直流-直流升压模组。

10.根据权利要求1所述的塔杆倾斜位移监测装置，其特征在于：加速度传感器(5)采用三轴加速度传感器。

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