[发明专利]基于多传感器融合的铁塔组立传感器群的自适应组网系统

权利要求书

1.一种基于多传感器融合的铁塔组立传感器群的自适应组网系统，其特征在于包括若干个通用模块、通讯节点模块和现场监控平台；通讯节点模块分别连接通用模块和现场监控平台；通用模块通过传感器信号电路与拉力传感器、张力传感器连接，监测拉力大小及拉力方向；通用模块使用UWB模块进行组网通讯；通用模块与通讯节点模块通过UWB通讯，通讯节点模块通过串行或无线通讯与现场监控平台连接；现场监控平台运行的监控软件根据组网编号将数据分配到图形界面显示，并可跟据坐标姿态数据对组立阶段识别并展示，对线缆受力状况及姿态进行监测和展示，并进行警告。

2.根据权利要求1所述的基于多传感器融合的铁塔组立传感器群的自适应组网系统，其特征在于所述的通用模块安装在抱杆上，检测抱杆倾斜角度。

3.根据权利要求2所述的基于多传感器融合的铁塔组立传感器群的自适应组网系统，其特征在于通用模块包括用于UWB定位的通用模块、与拉力传感器连接的通用模块和与张力传感器连接的通用模块；每一个通用模块包括UWB无线通讯模组、倾斜度传感器、气压传感器、微控制器、传感器信号电路和电池模组；通讯节点模块包括UWB无线通讯模组、串行通讯模组或无线通讯模组；现场监控平台包括电脑和移动智能终端。

4.根据权利要求3所述的基于多传感器融合的铁塔组立传感器群的自适应组网系统，其特征在于通用模块通过UWB的到达时间差原理实现二维XY平面定位；所述通用模块通过气压传感器的气压差实现Z轴高度定位；通用模块通过倾角传感器实现当前传感器安装位置姿态识别。

5.根据权利要求4所述的基于多传感器融合的铁塔组立传感器群的自适应组网系统，其特征在于通用模块使用UWB模块进行组网通讯；利用4个所述用于UWB定位的通用模块对所有通用模块通过UWB的到达时间差原理实现二维XY平面定位；已知第一基站点的坐标(x₁,y₁)到通用模块(x,y)的距离R₁；第二基站点的坐标(x₂,y₂)到通用模块(x,y)的距离R₂；第三基站点的坐标(x₃,y₃)到通用模块(x,y)的距离R₃；第四基站点的坐标(x₄,y₄)到通用模块(x,y)的距离R₄：

(x-x₁)²+(y-y₁)²＝R₁²

(x-x₂)²+(y-y₂)²＝R₂²

(x-x₃)²+(y-y₃)²＝R₃²

(x-x₄)²+(y-y₄)²＝R₄²

任两组数据计算可得当前模块(x,y)的坐标。

6.根据权利要求5所述的基于多传感器融合的铁塔组立传感器群的自适应组网系统，其特征在于通用模块通过气压传感器的气压与用于UWB定位的通用模块的气压差值实现Z轴高度定位；所述通用模块通过倾角传感器实现当前传感器安装位置姿态识别。

7.根据权利要求6所述的基于多传感器融合的铁塔组立传感器群的自适应组网系统，其特征在于通用模块三维定位及安装姿态作为唯一识别码进行自适应组网编号；通用模块与通讯节点通过UWB通讯，通讯节点通过串行或无线通讯与现场监控平台连接，电脑或移动智能终端运行的监控软件根据组网编号将数据分配到图形界面显示，并跟据坐标姿态数据对组立阶段识别并展示，对线缆受力状况及姿态进行监测和展示，通过电脑或移动智能终端警告。