[发明专利]基于无线传感网络的多变量分布式在线监测系统

说明书

 

技术领域

    本发明涉及无线传感和通信技术领域，尤其涉及一种基于无线传感网络的多变量分布式在线监测系统。

背景技术

    电力工程、水利工程等是关系国计民生的重要基础产业和公用事业，其安全、稳定运行，是国民经济全面协调、可持续发展的重要保障条件。

输电线路，尤其是高电压等级的架空输电线路，是电力系统的命脉，其运行状况的好坏直接影响着电网运行的安全和稳定。覆冰、台风等自然灾害是输电线路常见的安全隐患之一，近年来世界范围内极限气候的出现，我国输电线路的风、冰灾害呈现了递增趋势。综上，架空输电线路的运行维护及监测管理工作至关重要，尤其是在台风、冰雪天气等恶劣条件下，保障架空输电线路的正常稳定运行更是重中之重。

水利工程，尤其是水电闸门，在防洪防汛方面，其安全稳定运行不仅是水电站安全运行的重要保障，而且还是防洪防汛平稳调度、上下游水位控制等事关百姓生命财产安全的可靠屏障。因此水电闸门的实时监测显得尤为重要。

随着国民经济的不断发展和科学技术水平的不断提升，大型工程设备等在隧道施工、轨道交通建设、市政建设等各方面均取得了较快的发展，其安全稳定运行是工程项目健康、持续进展的重要保障，而这些都离不开能够实时反馈其工况信息的监测系统。

近年来，我国各领域专家学者针对各类工程进行了防灾监控体系研究，并取得了一系列的成果。公开号为CN 1629647A的中国发明专利申请提出了一种高压电网输电线路的智能化实时在线监测系统，主要针对高压输电系统中高压杆塔上绝缘子串的绝缘性能进行实时在线监测。公开号为CN 101586971A的中国发明专利申请提出了一种输电线路覆冰预警及动态增容系统的在线监测装置，针对输电线路工作环境的温度、湿度、风速、风向、日照等环境信息进行监测。公开号为CN 101603850A的中国发明专利申请提出了一种特高压输电线路在线监测系统，针对输电线路导线的综合载荷、绝缘子串泄漏电流、气象信息等进行监测。公开号为CN 102564493A的中国发明专利申请提出了一种架空输电线路舞动在线监测系统，采用加速度传感器对线路舞动进行精确定位，定位数据通过短程射频上传至主站，并通过GPRS将监测到的数据及环境气象数据上传至后台上位机。公开号为CN 102818590A的中国发明专利申请提出了一种基于无线传感器网络的输电线路覆冰在线监测系统，通过采集导线及周围环境的状态信息来实现对输电线路覆冰情况远程实时监测。公开号为CN 102193542A的中国发明专利申请公开了一种闸门感知测控智能节点，提出了采用物联网技术，通过数据采集中端采集闸门的各有关数据，能够全面采集闸门状态，并实现快速实时的主动控制策略。

这些代表性成果针对实际结构工程面临的局部问题进行了深度地分析，并提出了有效的解决方案。然而，并没有针实际工程结构的振动时间历程、动应力/应变等多变量信息进行在线监测进而获得灾害形成、工程结构病变和反映结构损坏的全过程数据。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明采用基于ZigBee协议的无线传感器网络技术，提出了基于无线传感网络的多变量分布式在线监测系统及方法，用于对实际工程结构的振动时间历程、动应力、应变等多变量信息进行在线监测。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案：

一、基于无线传感网络的多变量分布式在线监测系统，包括上位机和下位机；所述的下位机包括中央控制模块、射频传输模块、数据采集模块和电源管理模块，数据采集模块、中央控制模块、射频传输模块依次相连，电源管理模块对数据采集模块、中央控制模块、射频传输模块提供电压并进行电压管理。

上述中央控制模块用来控制数据采集及存储采集到的数据，包括处理器、外围电路和存储模块，外围电路和存储模块均与处理器相连。

上述射频传输模块用来与上位机进行通信，包括相互连接的无线数传模块和天线模块。