[发明专利]一种基于蓝牙通信的多节点分布式场强测试系统及方法

说明书

技术领域

本发明属于交流输变电工频电磁环境监测技术领域，更具体地，涉及一种基于蓝牙通信的多节点分布式场强测试系统及方法。

背景技术

工频电场和工频磁场是交流输电线路和变电站的主要电磁环境参数，是衡量环境是否满足工程要求的重要参数。随着人们安全生产与施工意识的增强和我国对输变电工程环境影响评价工作的需求，对工频电场和工频磁场的检测已成为一项重要工作。

现有技术中基于传感器技术的电场和磁场的测量方案主要有：采用感应片测量工频电场，采用感应线圈测量工频磁场，采用机械感应方式测量恒定电场，采用霍尔传感器测量恒定磁场等；采集数据经过单片机和嵌入式系统等处理后，通过光纤等方式传输到主机，主机对测量点处的电场或磁场测量值进行显示。但是，目前的测试仪器都存在测量参数单一，数据的矢量性不明确，无法获得待测区域的电场和磁场的完整数据分布状态。特别是单点测量数据只能代表某个点处的场强状态，在实际应用过程中无法确定待区域的场分布，无法获得工程需要的最优值和完整的数据。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种基于蓝牙通信的多节点分布式场强测试系统及方法，旨在解决测量参数单一，参数的矢量性不明确，无法获得待测区域的电场和磁场的空间分布状态的技术问题。

本发明提供了一种基于蓝牙通信的多节点分布式场强测试系统，包括分布式测量单元以及与所述分布式测量单元进行蓝牙通信的终端设备；所述分布式测量单元包括N个分别设置在N个测试节点处的场强测试仪；每个场强测试仪用于获取该测试节点的场强测量数据，N个场强测试仪获取的场强测量数据通过无线方式汇聚到指定测试节点，并由指定测试节点通过蓝牙通信传输给所述终端设备；所述终端设备用于对测量数据进行拟合处理并获得待测区域的场强空间分布状态；N为大于等于3的整数。

作为进一步优选地，所述场强测试仪包括单片机、以及分别与所述单片机连接的电场传感模块、磁场传感模块、第一光电通信模块和第一蓝牙通信模块；电场传感模块用于采集该测试节点的电场测量数据，磁场传感模块用于采集该测试节点的磁场测量数据，第一光电通信模块用于将电信号转换成光信号并通过单芯双模光纤传输数据给远程终端；第一蓝牙通信模块用于实现场强测试仪与所述终端设备之间的无线通信。

作为进一步优选地，所述终端设备包括数据处理器以及分别与所述数据处理器连接的第二蓝牙通信模块、显示单元和第二光电通信模块；所述第二蓝牙通信模块用于接收各场强测试仪中第一蓝牙通信模块传输的数据或者发送控制指令；所述第二光电通信模块连接光纤并用于接收各场强测试仪测量的场强数据；所述数据处理器用于对各场强测试仪测量的场强数据进行处理；所述显示单元用于显示场强空间分布状态。

本发明采用三个两两垂直的工频电场感应片采集三个维度的电场强度，在直角坐标系中合成出测量点处的电场强度矢量，采用PNI MicroMag3三轴磁场模块采集测量点处的三个垂直方向的磁场强度分量，在直角坐标系中合成出测量点处的磁场强度矢量，具有测量数据准确、科学、完备等特点；本发明采用蓝牙通信模块实现场区各电磁场测量仪与远程终端通信，具有操作简便，通信可靠，性价比高等特点；采用多点测量和插值拟合的方式获得待测区域的电磁场矢量分布，具有数据完备，显示直观，使用方便，指导性强等特点。

本发明还提供了一种基于蓝牙通信的多节点分布式场强测试方法，包括下述步骤：

(1)获取待测区域的平面参数；

(2)根据待测区域内电气设备场强分布状态，将N个场强测量仪设置在待测区域内的N个测试节点处，N为大于等于3的整数；

(3)根据待测区域的平面参数建立测试区域平面坐标系，并将所述场强测试仪所在位置转换为平面坐标系下的坐标值；

(4)获取N个测试节点处场强测量仪的测量数据；

(5)根据所述测量数据以及平面坐标系下的坐标值进行拟合获得待测区域的场强空间分布状态。

作为进一步优选地，在步骤(2)中，在安全区域内所述测试节点尽可能靠近电气设备。

作为进一步优选地，步骤(4)具体包括：

采集测试节点处的电场信号，并对所述电场信号进行调理后输出电场强度测量数据；

采集测试节点处的磁场信号，并输出磁场强度测量数据；

将N个测试节点的所述电场测量数据和所述磁场测量数据汇聚到指定测试节点，并由指定测试节点通过蓝牙通信传输场强测量仪的测量数据。

作为进一步优选地，所述多节点分布式场强测试方法还包括以下步骤：