[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

说明书

本发明公开了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，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；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展示，并进行警告。使用通用化模块，降低物料成本，提高复杂的施工环境下布置传感器的容错率，便于动态展示组塔模型。

技术领域

本发明属于输电线路建设领域，具体涉及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。

背景技术

铁塔的组立施工是输电线路建设工程中非常重要的环节，由于铁塔组立施工条件与环境复杂，内悬浮抱杆组立施工工艺由于对施工场地地形依赖小，得到了广泛运用。目前一些专利，如发明专利：基于物联网的内悬浮内拉线抱杆拉线检测和倾角检测系统，申请号CN202010196998.2；一种实时监测拉力与倾角的内悬浮内拉线组塔系统，申请号CN201910681928.3。现有专利已着重解决施工过程中抱杆及拉线状态监测，但都需要使用一组传感器进行监测，在施工布置过程中，需要耗费大量精力于传感器的编组与监控平台数据对接，效率低，结构复杂。

发明内容

本发明的目的在于提供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，该系统适配不同的传感器，效率高。

本发明提供的这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，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。

所述的通用模块安装在抱杆上，检测抱杆倾斜角度。

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。

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。

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