專利名稱：架空輸電線路氣象監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于線纜監(jiān)測領(lǐng)域，尤其涉及一種架空輸電線路氣象監(jiān)測系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
我國氣象環(huán)境多變，冰災(zāi)事故時有發(fā)生，凍結(jié)在輸電線路上的冰雨或冰雪，會在導(dǎo)線上逐漸形成一種橫截面近似于橢圓形或蛋形的冰殼。輸電線路的覆冰是在特定的自然環(huán)境下才能形成，當(dāng)空氣的溫、濕度各達(dá)到一定的條件才可能形成覆冰，而當(dāng)溫度和濕度滿足條件以后，形成覆冰的量取決于風(fēng)速，當(dāng)無風(fēng)或是微風(fēng)時，只能形成極薄的冰，當(dāng)風(fēng)速達(dá)到一定速度后，線路上的冰才會越積越厚。嚴(yán)重的覆冰會導(dǎo)致輸電線路的損害，甚至是輸電的中斷，而且有時候受風(fēng)的影響，架線桿塔出現(xiàn)折損，嚴(yán)重影響電網(wǎng)的安全運(yùn)行。需要對輸電線路的氣象情況進(jìn)行監(jiān)測以得到輸電線路的氣象信息，并判斷是否采取相應(yīng)措施以避免斷線、倒塔等事故的發(fā)生。目前，監(jiān)測輸電線路覆冰的方法主要有人工巡視監(jiān)測，這些方法存在著勞動強(qiáng)度高、監(jiān)測不及時、監(jiān)測結(jié)果和實際情況出入大等問題。

實用新型內(nèi)容本實用新型旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中不能對架空輸電線路的氣象進(jìn)行準(zhǔn)確、及時監(jiān)測的技術(shù)問題，提供一種能夠?qū)崿F(xiàn)對輸電線路氣象情況進(jìn)行自動、準(zhǔn)確、及時監(jiān)測的架空輸電線路氣象監(jiān)測系統(tǒng)。本實用新型提供一種架空輸電線路氣象監(jiān)測系統(tǒng)，所述監(jiān)測系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集模塊、主控模塊、通訊模塊及數(shù)據(jù)處理模塊；數(shù)據(jù)采集模塊，與主控模塊連接，安裝于輸電線路桿塔并用于采集溫度、濕度、風(fēng)速、風(fēng)向、氣壓、輻射量及雨量數(shù)據(jù)；通訊模塊，與主控模塊連接，用于與數(shù)據(jù)處理模塊進(jìn)行通訊；主控模塊，用于控制數(shù)據(jù)采集模塊的工作，并控制將所采集的數(shù)據(jù)通過通訊模塊傳送給所述數(shù)據(jù)處理模塊，所述主控模塊與數(shù)據(jù)采集模塊電連接；數(shù)據(jù)處理模塊，與通訊模塊進(jìn)行通訊，用于對所述接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析。優(yōu)選地，所述數(shù)據(jù)采集模塊包括用于采集風(fēng)向信息的風(fēng)向傳感器，用于采集風(fēng)速信息的風(fēng)速傳感器，用于采集濕度信息的濕度傳感器，用于采集溫度信息的溫度傳感器用于采集氣壓信息的氣壓傳感器、用于采集輻射信息的輻射傳感器及用于采集雨量信息的雨量傳感器，所述風(fēng)向傳感器、風(fēng)速傳感器、濕度傳感器、溫度傳感器、氣壓傳感器、輻射傳感器及雨量傳感器分別與所述主控模塊電連接。優(yōu)選地，所述主控模塊采用型號為MEGA128的單片機(jī)。優(yōu)選地，所述監(jiān)測系統(tǒng)還包括與主控模塊電連接的電源模塊，所述電源模塊分別給所述主控模塊、數(shù)據(jù)采集模塊及通訊模塊供電。優(yōu)選地，所述電源模塊包括[0014]控制器，與所述主控模塊連接，用于控制電源模塊在不同的發(fā)電方式之間進(jìn)行切換；光伏電池，與所述控制器連接，用于利用太陽的光能發(fā)電；風(fēng)力發(fā)電機(jī)，與所述控制器連接，用于利用風(fēng)力發(fā)電；蓄電池，與所述控制器連接，用于儲存電能。優(yōu)選地，所述架空輸電線路氣象監(jiān)測系統(tǒng)還包括與主控模塊電連接的FLASH擴(kuò)展電路，所述擴(kuò)展電路的控制芯片采用型號為AT45DB161的芯片。優(yōu)選地，所述架空輸電線路氣象監(jiān)測系統(tǒng)還包括與主控模塊電連接的復(fù)位電路， 用于對所述主控模塊進(jìn)行復(fù)位操作。優(yōu)選地，所述架空輸電線路氣象監(jiān)測系統(tǒng)還包括與主控模塊電連接的實時時鐘電路，所述實時時鐘電路的控制芯片采用型號為RX-8025T的芯片。優(yōu)選地，所述通訊模塊才用GPRS模塊與數(shù)據(jù)處理模塊進(jìn)行通訊。以上所述技術(shù)方案，通過數(shù)據(jù)采集模塊采集輸電線路的各種氣象信息，然后在主控模塊的控制下通過通訊模塊將所采集的數(shù)據(jù)傳送給所述數(shù)據(jù)處理模塊進(jìn)行綜合分析，以實現(xiàn)對架空輸電線路氣象狀態(tài)的實時監(jiān)測，并判斷是否采取相應(yīng)措施以避免斷線、倒塔等事故的發(fā)生。實現(xiàn)了氣象監(jiān)測的自動化，同時與以往的人工巡視監(jiān)測相比較，有效提高了氣象監(jiān)測的準(zhǔn)確性和計時性，同時也有效降低了人工勞動成本。

[0023]圖1是本實用新型--種實施例的架空輸電線路氣象監(jiān)測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。[0024]圖2是本實用新型--種實施例的架空輸電線路氣象監(jiān)測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。[0025]圖3是本實用新型--種實施例提供的主控模塊的結(jié)構(gòu)圖。[0026]圖4是本實用新型--種實施例提供的FLASH擴(kuò)展電路的電路圖。[0027]圖5是本實用新型--種實施例提供的硬件看門狗電路的電路圖。[0028]圖6是本實用新型--種實施例提供的復(fù)位電路的電路圖。[0029]圖7是本實用新型--種實施例提供的實時時鐘電路的電路圖。[0030]圖8是本實用新型--種實施例提供的GPRS模塊的電源控制單元的電路圖。[0031]圖9是本實用新型--種實施例提供的電源模塊的結(jié)構(gòu)圖。
具體實施方式
為了使本實用新型所解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白，
以下結(jié)合附圖及實施例，對本實用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。如圖1所示，本實用新型還提供一種架空輸電線路氣象監(jiān)測系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集模塊100、主控模塊200、通訊模塊300、數(shù)據(jù)處理模塊400及電源模塊500，所述數(shù)據(jù)采集模塊100與所述通訊模塊300分別與所述主控模塊200電連接，所述主控模塊200 控制所述通訊模塊300與所述數(shù)據(jù)處理模塊400進(jìn)行通訊，所述電源模塊500與所述主控模塊200電連接，分別給所述主控模塊200、數(shù)據(jù)采集模塊100及通訊模塊300供電。數(shù)據(jù)采集模塊100采集架空輸電線路的氣象信息，將所采集到的氣象信息傳送給所述主控模塊200，主控模塊200進(jìn)行處理分析后通過通訊模塊300傳送給所述數(shù)據(jù)處理模塊400進(jìn)行模型建立和數(shù)據(jù)處理分析，一旦出項故障則進(jìn)行報警提示。優(yōu)選地，所述數(shù)據(jù)處理模塊400內(nèi)部具有專家分析系統(tǒng)，專家分析系統(tǒng)可以對數(shù)據(jù)采集模塊100可以發(fā)送實時監(jiān)控請求，也可以設(shè)定數(shù)據(jù)采集模塊100定時自動發(fā)送到數(shù)據(jù)處理模塊400，采樣時間間隔可由用戶根據(jù)實際情況和實際需要設(shè)定。優(yōu)選地，數(shù)據(jù)處理模塊400的專家分析系統(tǒng)通過對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析，對超過警界值的數(shù)據(jù)進(jìn)行報警提示，報警信息可以在專家系統(tǒng)提示，并且根據(jù)緊級的級別設(shè)定報警的頻率，也可通過短信發(fā)送到相關(guān)人員手機(jī)上(可設(shè)置成不同人員的多部手機(jī))。優(yōu)選地，所述數(shù)據(jù)處理模塊的專家分析系統(tǒng)可以繪出不同時期架空輸電線路導(dǎo)線監(jiān)控基站的環(huán)境溫度、濕度、風(fēng)速、風(fēng)向、氣壓、、總輻射、雨量狀況的曲線圖，可以查詢不同時期的平均數(shù)據(jù)等。優(yōu)選地，結(jié)合圖2所示，所述采集模塊100包括用于采集風(fēng)向信息的風(fēng)向傳感器 106，用于采集風(fēng)速信息的風(fēng)速傳感器105，用于采集輻射信息的輻射傳感器102、用于采集氣壓信息的氣壓傳感器101、用于采集溫度信息的溫度傳感器103、用于采集濕度信息的濕度傳感器104及用于采集雨量信息的雨量傳感器107，所述風(fēng)向傳感器106、風(fēng)速傳感器 105、輻射傳感器102、氣壓傳感器101、溫度傳感器103、濕度傳感器104及雨量傳感器107 分別與所述主控模塊200電連接。所述通訊模塊300與所述數(shù)據(jù)處理模塊400之間可進(jìn)行有線或者無線通訊，優(yōu)選地，所述通訊模塊300與所述數(shù)據(jù)處理模塊400之間通過GPRS/CDMA等公眾無線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通訊，所述主控模塊200控制各種傳感器采集完信息后，又控制通訊模塊300將所采集的數(shù)據(jù)或者圖像信息傳送到數(shù)據(jù)處理模塊400。優(yōu)選地，所述通訊模塊300為DTU，該DTU包括一個GPRS模塊，通過GPRS模塊實現(xiàn)與數(shù)據(jù)處理模塊400的數(shù)據(jù)通訊，該DTU具有以下功能 精選工業(yè)級器件，滿足各種惡劣環(huán)境的需求；支持動態(tài)IP地址數(shù)據(jù)中心DNS域名尋址；支持固定IP地址數(shù)據(jù)中心；收發(fā)數(shù)據(jù)無需計算機(jī)支持；點對點、中心對多點等數(shù)據(jù)傳輸，傳輸時延一般小于一秒；模塊化設(shè)計，CPU和無線核心模塊分離的設(shè)計方式，超強(qiáng)的擴(kuò)展性；內(nèi)嵌PPP、TCP/IP、UDP/IP協(xié)議；宏電特有的DDP協(xié)議，保證數(shù)據(jù)鏈路暢通；AT+協(xié)議；滿足客戶個性化需求；永遠(yuǎn)在線及多種觸發(fā)上線模式；按數(shù)據(jù)流量計費(fèi)；數(shù)據(jù)和短信通信互為備份、 自由切換；支持多方通信；TCP/IP Server/Client, UDP/IP、DDP、SMS、AT多種通信方式；可定義數(shù)據(jù)通信方式；數(shù)據(jù)中心服務(wù)器遠(yuǎn)程參數(shù)配置；AT+參數(shù)配置；提供完整的數(shù)據(jù)中心服務(wù)程序，可實現(xiàn)數(shù)據(jù)透明轉(zhuǎn)發(fā)；提供函數(shù)開發(fā)包，便于二次開發(fā)；提供完整的中英文DEMO源碼(VB、VC、C#、Delphi、VB. net)。如圖12所示，本實用新型所述的電源模塊500包括光伏電池502，控制器501，風(fēng)力發(fā)電機(jī)503及蓄電池504，其中，控制器501，與主控模塊200連接，用于在不同的發(fā)電方式之間進(jìn)行切換。光伏電池502，與控制器501連接，用于利用太陽的光能發(fā)電；風(fēng)力發(fā)電機(jī)503，與控制器501連接，用于利用風(fēng)力發(fā)電；蓄電池504，與控制器501連接，用于儲存電能。由于受時間和地域的約束，很難全天候都只依靠太陽能或者風(fēng)能進(jìn)行發(fā)電。而太陽能和風(fēng)能在時間上和地域上都具有很強(qiáng)的互補(bǔ)性白天光照強(qiáng)時風(fēng)較??；夜間光照弱時，風(fēng)能由于地表溫差變化而增強(qiáng)。因此本實用新型實施例根據(jù)具體情況在太陽能發(fā)電和風(fēng)能發(fā)電之間進(jìn)行切換，以保證系統(tǒng)電源的可靠性和穩(wěn)定性。結(jié)合圖2和圖3所示，在本實用新型的實施例中，所述主控模塊優(yōu)選采用型號為 MEGA128的單片機(jī)。其中，GPIO為通用I/O 口，IIC為IIC總線，ADC為數(shù)模轉(zhuǎn)換裝置，USART 為通用同步/異步串行接收/發(fā)射器，JTAG為JTAG接口，SDRAM為同步動態(tài)隨機(jī)存儲器， SPI為SPI總線，F(xiàn)LASH為閃存，EBI為EBI總線，還具有調(diào)試接口 206。圖4示出了本實用新型實施例提供的FLASH擴(kuò)展電路，為了便于說明只示出了與本實用新型實施例相關(guān)的部分。作為本實用新型實施例的一個示例，可以用型號為 AT45DB161的芯片實現(xiàn)。圖5示出了本實用新型實施例提供的硬件看門狗電路，為了便于說明只示出了與本實用新型實施例相關(guān)的部分。作為本實用新型實施例的一個示例，可以用型號為 2P706REN的芯片實現(xiàn)。圖8示出了本實用新型實施例提供的GPRS模塊的電源控制單元的電路，為了便于說明只示出了與本實用新型實施例相關(guān)的部分。該電路可用于實現(xiàn)電源管理和低功耗設(shè)計要求。作為一種優(yōu)選方案，該系統(tǒng)還包括與主控模塊電連接的復(fù)位電路201和實時時鐘電路202，圖6示出了本實用新型實施例提供的復(fù)位電路，為了便于說明只示出了與本實用新型實施例相關(guān)的部分；圖7示出了本實用新型實施例提供的實時時鐘電路，為了便于說明只示出了與本實用新型實施例相關(guān)的部分，作為本實用新型實施例的一個示例，可以用型號為RX-8025T的芯片實現(xiàn)。通過以上技術(shù)方案，可實現(xiàn)對架空輸電線路的氣象狀態(tài)信息的監(jiān)測，該系統(tǒng)通過實時監(jiān)測架空輸電線路現(xiàn)場的風(fēng)速、風(fēng)向、氣溫、濕度、雨量、氣壓及光輻射等參數(shù)，準(zhǔn)確掌握現(xiàn)場的微氣象條件和環(huán)境狀況，為輸電線路故障判斷、保護(hù)線路安全、提高線路輸送容量提供科學(xué)數(shù)據(jù)分析依據(jù)。以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.架空輸電線路氣象監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述監(jiān)測系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集模塊、主控模塊、通訊模塊及數(shù)據(jù)處理模塊；數(shù)據(jù)采集模塊，與主控模塊連接，安裝于輸電線路桿塔并用于采集溫度、濕度、風(fēng)速、風(fēng)向、氣壓、輻射量及雨量數(shù)據(jù)；通訊模塊，與主控模塊連接，用于與數(shù)據(jù)處理模塊進(jìn)行通訊；主控模塊，用于控制數(shù)據(jù)采集模塊的工作，并控制將所采集的數(shù)據(jù)通過通訊模塊傳送給所述數(shù)據(jù)處理模塊，所述主控模塊與數(shù)據(jù)采集模塊電連接；數(shù)據(jù)處理模塊，與通訊模塊進(jìn)行通訊，用于對所述接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的架空輸電線路氣象監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)采集模塊包括用于采集風(fēng)向信息的風(fēng)向傳感器，用于采集風(fēng)速信息的風(fēng)速傳感器，用于采集濕度信息的濕度傳感器，用于采集溫度信息的溫度傳感器用于采集氣壓信息的氣壓傳感器、用于采集輻射信息的輻射傳感器及用于采集雨量信息的雨量傳感器，所述風(fēng)向傳感器、風(fēng)速傳感器、濕度傳感器、溫度傳感器、氣壓傳感器、輻射傳感器及雨量傳感器分別與所述主控模塊電連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的架空輸電線路氣象監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述主控模塊采用型號為MEGA128的單片機(jī)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的架空輸電線路氣象監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述監(jiān)測系統(tǒng)還包括與主控模塊電連接的電源模塊，所述電源模塊分別給所述主控模塊、數(shù)據(jù)采集模塊及通訊模塊供電。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的架空輸電線路氣象監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述電源模塊包括控制器，與所述主控模塊連接，用于控制電源模塊在不同的發(fā)電方式之間進(jìn)行切換；光伏電池，與所述控制器連接，用于利用太陽的光能發(fā)電；風(fēng)力發(fā)電機(jī)，與所述控制器連接，用于利用風(fēng)力發(fā)電；蓄電池，與所述控制器連接，用于儲存電能。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的架空輸電線路氣象監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述架空輸電線路氣象監(jiān)測系統(tǒng)還包括與主控模塊電連接的FLASH擴(kuò)展電路，所述擴(kuò)展電路的控制芯片采用型號為AT45DB161的芯片。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的架空輸電線路氣象監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述架空輸電線路氣象監(jiān)測系統(tǒng)還包括與主控模塊電連接的復(fù)位電路，用于對所述主控模塊進(jìn)行復(fù)位操作。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的架空輸電線路氣象監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述架空輸電線路氣象監(jiān)測系統(tǒng)還包括與主控模塊電連接的實時時鐘電路，所述實時時鐘電路的控制芯片采用型號為RX-8025T的芯片。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的架空輸電線路氣象監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述通訊模塊采用GPRS模塊與數(shù)據(jù)處理模塊進(jìn)行通訊。
專利摘要本實用新型提供一種架空輸電線路氣象監(jiān)測系統(tǒng)，所述監(jiān)測系統(tǒng)包括安裝于輸電線路桿塔并用于采集溫度、濕度、風(fēng)速、風(fēng)向、氣壓、輻射量及雨量的數(shù)據(jù)采集模塊、主控模塊、通訊模塊及數(shù)據(jù)處理模塊，所述數(shù)據(jù)采集模塊、通訊模塊分別與所述主控模塊電連接，所述主控模塊控制所述通訊模塊與所述數(shù)據(jù)處理模塊進(jìn)行通訊。通過數(shù)據(jù)采集模塊采集輸電線路的各種氣象信息，然后在主控模塊的控制下通過通訊模塊將所采集的數(shù)據(jù)傳送給所述數(shù)據(jù)處理模塊進(jìn)行綜合分析，以實現(xiàn)對架空輸電線路氣象狀態(tài)的實時監(jiān)測，并判斷是否采取相應(yīng)措施以避免斷線、倒塔等事故的發(fā)生。
文檔編號G01D21/02GK202158869SQ20112025180
公開日2012年3月7日 申請日期2011年7月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月18日
發(fā)明者王家田 申請人:航天科工深圳(集團(tuán))有限公司