[发明专利]一种基于LoRa无线调制技术的杆塔倾斜监测系统

权利要求书

1.一种基于LoRa无线调制技术的杆塔倾斜监测系统，其特征在于：包括LoRa无线模块、图像采集模块、杆塔倾斜监测模块、状态检测站、数据分析处理模块和辅助定位模块；

所述LoRa无线模块采用LoRa无线通信方式实现系统的通信功能；

所述图像采集模块用于采集杆塔视频或图像信息；

所述杆塔倾斜监测模块用于对杆塔的倾斜度、倾斜角进行监测；

所述状态检测站用于接收所述杆塔倾斜监测模块检测的杆塔的监测结果；

所述数据分析处理模块用于分析所述杆塔倾斜监测模块计算得到杆塔的实际倾斜度、倾斜角，并在倾斜度、倾斜角大于设定的安全阈值则进行报警；

所述辅助定位模块用于通过北斗定位系统对杆塔进行定位，同时对杆塔的沉降量进行检测。

2.根据权利要求1所述的一种基于LoRa无线调制技术的杆塔倾斜监测系统，其特征在于：所述LoRa无线模块包括第一通信单元、第二通信单元和集中控制器,所述第一通信单元包括设置与杆塔上的第一单片机、第一LoRa模块、第二太阳能收集模块和第一电源，所述第二通信单元包括第二单片机、第二LoRa模块、第二太阳能收集模块和第二电源，所述集中控制器包括第三单片机、第三LoRa模块、第三太阳能收集模块和第三电源；所述第一单片机、所述第二单片机和所述第三单片机与所述第一LoRa模块、第二LoRa模块和第三LoRa模块均通过I2C连接。

3.根据权利要求1所述的一种基于LoRa无线调制技术的杆塔倾斜监测系统，其特征在于：所述图像采集模块包括传感器单元、电池单元、摄像头单元和通信单元，所述通信单元用于所述图像采集模块和所述状态检测站建立通讯连接，所述电池单元为硬件设备进行供电，所述传感器单元用于采集杆塔的数据。

4.根据权利要求1所述的一种基于LoRa无线调制技术的杆塔倾斜监测系统，其特征在于：所述杆塔倾斜监测模块包括主控制器、电源单元、第一倾角传感器和第二倾角传感器，所述主控制器通过导线与所述电源单元，所述第一倾角传感器和所述第二倾角传感器与所述主控制器通信连接，所述第一倾角传感器设置于特高压杆塔2/3处，所述第二倾角传感器设置于横担上。

5.根据权利要求4所述的一种基于LoRa无线调制技术的杆塔倾斜监测系统，其特征在于：所述杆塔倾斜监测模块中杆塔倾斜计算模型为下：

顺线倾斜度＝[L1*sin(Ah1)+L2*(Ah1)]/(L1+L2)；

横向倾斜度＝[L1*sin(Av1)+L2*(Av1)]/(L1+L2)；

其中Ah1和Ah2分别是第一倾角传感器和第二倾角传感器的水平倾斜角；Av1和Av2分别是第一倾角传感器和第二倾角传感器的垂直倾斜角；L1是第一倾角传感器到地面的距离；L2是第二倾角传感器与第一倾角传感器之间的距离；

综合倾斜度＝sqrt(顺线倾斜度的平方+横向倾斜度的平方)；

其中不同高度的铁塔，最大允许倾斜范围ΔL下按以下算法计算：

ΔL＝杆塔高度(H)×杆塔允许倾斜度。

6.根据权利要求4所述的一种基于LoRa无线调制技术的杆塔倾斜监测系统，其特征在于：所述第一倾角传感器和所述第二倾角传感器均为SCL3300倾角传感器。

7.根据权利要求1所述的一种基于LoRa无线调制技术的杆塔倾斜监测系统，其特征在于：所述数据分析处理模块还用于进行杆塔的倾斜角度历史数据分析，得到杆塔倾斜角度变化趋势，并在一段时间内倾斜角度呈现逐渐增大或突然增大趋势时，进行预警。

8.根据权利要求1所述的一种基于LoRa无线调制技术的杆塔倾斜监测系统，其特征在于：所述辅助定位模块的工作步骤包括：获取杆塔水平垂直位移和倾斜角度数据以及校核定位参数。