本發(fā)明屬于通信鐵塔維護技術領域，特別是涉及一種基于物聯網的通信鐵塔垂直度問題判斷方法及系統(tǒng)。

背景技術：

目前通信鐵塔的垂直度由維護人員人工進行檢測和維護，其具有三個缺點，一是不能快速準確地判斷通信鐵塔的垂直度問題，二是檢測效率低、時間和人力成本非常大，三是不能及時將維護結果反饋并進行管理。為解決上述問題，提出一種基于物聯網的通信鐵塔垂直度問題判斷方法及系統(tǒng)。

技術實現要素：

本發(fā)明所要解決的技術問題是通信鐵塔垂直度人工檢測的準確率低及效率低的問題，提出一種基于物聯網的通信鐵塔垂直度問題判斷方法及系統(tǒng)。

本發(fā)明涉及的基于物聯網的鐵塔系統(tǒng)應用場景，如圖1所示。在通信鐵塔固定位置安裝傳感器設備，傳感器采集鐵塔相關參數并通過通信模塊傳輸至系統(tǒng)數據庫，系統(tǒng)對傳感數據進行保存和處理，客戶端與系統(tǒng)交互獲得所需信息。

基于物聯網的鐵塔系統(tǒng)的整體系統(tǒng)架構如圖2所示。系統(tǒng)硬件部分包括通信鐵塔本身、安裝在塔身上的傳感設備，傳感設備的通信模塊與系統(tǒng)進行實時通信；系統(tǒng)軟件部分包括系統(tǒng)數據庫、數據處理平臺、數據管理發(fā)布平臺，其中系統(tǒng)數據庫接收來自傳感設備的傳感數據并保存所有系統(tǒng)日志，數據處理平臺調取系統(tǒng)數據庫中的數據進行處理和分析，數據管理發(fā)布平臺接收數據處理平臺的數據處理結果和系統(tǒng)數據庫中的相應記錄進行管理和發(fā)布；系統(tǒng)應用平臺包括后臺管理設備和客戶端，后臺管理設備包括但不限于工作站、電腦等設施，客戶端包括但不限于APP、微信、Html網頁等形式；本系統(tǒng)的應用人員包括但不限于管理人員和維護人員，其接口分別為后臺管理設備和客戶端。

本發(fā)明的實現依托上述應用場景和系統(tǒng)架構，在通信鐵塔相應位置安裝傾角傳感器檢測鐵塔傾角數據，通過數據分析來判斷通信鐵塔是否存在垂直度問題。

本發(fā)明提出的基于物聯網的通信鐵塔垂直度問題判斷系統(tǒng)，包括定時采集傾角數據并存儲模塊、提取傾角數據并計算傾角變化值和傾角絕對值模塊、判斷是否存在動態(tài)位移模塊、判斷是否存在垂直度問題模塊。

1、定時采集傾角數據并存儲模塊：系統(tǒng)設置采樣間隔T、動態(tài)位移判定門限值Y、平均傾角標準值B和可容許范圍M。傾角傳感器根據采樣間隔T定時采集鐵塔相應位置(通常在塔身中上部)的傾角數據，通過通信模塊發(fā)送至系統(tǒng)數據庫存儲。

2、提取傾角數據并計算傾角變化值和傾角絕對值模塊：系統(tǒng)提取連續(xù)N個傾角數據，記為A₁～A_N，其中N是事先設置的正整數，計算平均傾角變化值x＝(|A₂-A₁|+|A₃-A₂|+…+|A_N-A_N-1|+|A₁-A_N|)/N，計算平均傾角絕對值a＝(|A₁|+|A₂|+…+|A_N|)/N。

3、判斷是否存在動態(tài)位移模塊：系統(tǒng)進行動態(tài)位移判斷。如果平均傾角變化值x<Y，則判定鐵塔不存在動態(tài)位移，進入判斷是否存在垂直度問題模塊；否則系統(tǒng)判定鐵塔存在動態(tài)位移，返回提取傾角數據并計算傾角變化值和傾角絕對值模塊。

4、判斷是否存在垂直度問題模塊：根據平均傾角絕對值a、平均傾角標準值B和可容許范圍M進行垂直度判定。如果|B-a|<M，則系統(tǒng)判定此時通信鐵塔垂直度良好，返回提取傾角數據并計算傾角變化值和傾角絕對值模塊；否則系統(tǒng)判定此時通信鐵塔出現垂直度問題。

基于物聯網的通信鐵塔垂直度問題判斷系統(tǒng)的系統(tǒng)框圖，如圖3所示。

本發(fā)明的基于物聯網的通信鐵塔垂直度問題判斷方法的實施基礎是系統(tǒng)已經通過傳感器收集并存儲了數據，系統(tǒng)設置正整數N、動態(tài)位移判定門限值Y、平均傾角標準值B和可容許范圍M。

該方法按如下步驟實現垂直度檢測：

步驟1、提取傾角數據并計算平均傾角變化值。

系統(tǒng)提取數據庫中的N個傾角數據記為A₁～A_N。計算平均傾角變化值x＝(|A₂-A₁|+|A₃-A₂|+…+|A_N-A_N-1|+|A₁-A_N|)/N。

步驟2、判斷是否存在動態(tài)位移。

系統(tǒng)進行動態(tài)位移判斷。如果平均傾角變化值x<Y，則判定鐵塔不存在動態(tài)位移，進入步驟3；否則系統(tǒng)判定鐵塔存在動態(tài)位移，返回步驟1。

步驟3、計算平均傾角絕對值。

系統(tǒng)計算平均傾角絕對值a＝(|A₁|+|A₂|+…+|A_N|)/N。

步驟4、判斷是否存在垂直度問題。

根據平均傾角絕對值a、平均傾角標準值B和可容許范圍M進行垂直度判定。如果|B-a|<M，則系統(tǒng)判定此時通信鐵塔垂直度良好，返回步驟1；否則系統(tǒng)判定此時通信鐵塔出現垂直度問題。至此，基于物聯網的通信鐵塔垂直度問題判斷結束。

基于物聯網的通信鐵塔垂直度問題判斷方法的方法流程圖如圖4所示。

本發(fā)明的方法及系統(tǒng)具有以下兩個優(yōu)點：

(1)采用先判斷動態(tài)位移再進行垂直度問題檢測的方法，有效提高垂直度檢測的準確性。

(2)實現了通信鐵塔垂直度問題的自動判斷，提高鐵塔的維護效率。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的應用場景示意圖；

圖2是本發(fā)明的應用場景整體系統(tǒng)架構圖；

圖3是本發(fā)明的系統(tǒng)框圖；

圖4是本發(fā)明的方法流程圖。

具體實施方式

下面對本發(fā)明優(yōu)選實施例作詳細說明。

本發(fā)明涉及的基于物聯網的鐵塔系統(tǒng)應用場景，如圖1所示。在通信鐵塔固定位置安裝傳感器設備，傳感器采集鐵塔相關參數并通過通信模塊發(fā)送至系統(tǒng)數據庫，系統(tǒng)對傳感數據進行保存和處理，客戶端與系統(tǒng)交互獲得所需信息。

基于物聯網的鐵塔系統(tǒng)的整體系統(tǒng)架構如圖2所示。系統(tǒng)硬件部分包括通信鐵塔本身、安裝在塔身上的傳感設備，傳感設備的通信模塊與系統(tǒng)進行實時通信；系統(tǒng)軟件部分包括系統(tǒng)數據庫、數據處理平臺、數據管理發(fā)布平臺，其中系統(tǒng)數據庫接收來自傳感設備的傳感數據并保存所有系統(tǒng)日志，數據處理平臺調取系統(tǒng)數據庫中的數據進行處理和分析，數據管理發(fā)布平臺接收數據處理平臺的數據處理結果和系統(tǒng)數據庫中的相應記錄進行管理和發(fā)布；系統(tǒng)應用平臺包括后臺管理設備和客戶端，后臺管理設備包括但不限于工作站、電腦等設施，客戶端包括但不限于APP、微信、Html網頁等形式；本系統(tǒng)的應用人員包括但不限于管理人員和維護人員，其接口分別為后臺管理設備和客戶端。

本發(fā)明的實現依托上述應用場景和系統(tǒng)架構，在通信鐵塔相應位置安裝傾角傳感器檢測鐵塔傾角數據，通過數據分析來判斷通信鐵塔是否存在垂直度問題。本發(fā)明方法及系統(tǒng)實施例按照如下實現：

本發(fā)明提出的基于物聯網的通信鐵塔垂直度問題判斷系統(tǒng)，包括定時采集傾角數據并存儲模塊、提取傾角數據并計算傾角變化值和傾角絕對值模塊、判斷是否存在動態(tài)位移模塊、判斷是否存在垂直度問題模塊。

1、定時采集傾角數據并存儲模塊：系統(tǒng)設置采樣間隔T＝1s、動態(tài)位移判定值為Y＝0.5°、平均傾角標準值B＝0°和可容許范圍M＝1°。傾角傳感器每隔1s采集塔頂的傾角數據，通過通信模塊發(fā)送至系統(tǒng)數據庫存儲。

2、提取傾角數據并計算傾角變化值和傾角絕對值模塊：系統(tǒng)提取連續(xù)N個傾角數據，記為A₁～A_N，其中N是事先設置的正整數，計算平均傾角變化值x＝(|A₂-A₁|+|A₃-A₂|+…+|A_N-A_N-1|+|A₁-A_N|)/N，計算平均傾角絕對值a＝(|A₁|+|A₂|+…+|A_N|)/N。本實施例中設置N＝5，系統(tǒng)提取5個傾角數據A₁～A₅分別為0.8°、0.9°、-0.8°、1°、-0.9°、0.1°，計算平均傾角變化值x＝(|A₂-A₁|+|A₃-A₂|+|A₄-A₃|+|A₅-A₄|+|A₁-A₅|)/5＝1.62°，計算平均傾角絕對值a＝(|A₁|+|A₂|+…+|A₅|)/5＝0.9°。

3、判斷是否存在動態(tài)位移模塊：系統(tǒng)進行動態(tài)位移判斷。如果平均傾角變化值x<Y，則判定鐵塔不存在動態(tài)位移，進入判斷是否存在垂直度問題模塊；否則系統(tǒng)判定鐵塔存在動態(tài)位移，返回提取傾角數據并計算傾角變化值和傾角絕對值模塊。本實施例中，x＝1.62°>Y＝0.5°，故返回提取傾角數據并計算傾角變化值和傾角絕對值模塊繼續(xù)提取數據進行計算，下一次選取的5個數據分別為0.8°、0.9°、0.8°、1°、0.9°、0.7°，計算得x＝0.16°，a＝1.02°。此時x<Y，則進入判斷是否存在垂直度問題模塊。

4、判斷是否存在垂直度問題模塊：根據平均傾角絕對值a、平均傾角標準值B和可容許范圍M進行垂直度判定。如果|B-a|<M，則系統(tǒng)判定此時通信鐵塔垂直度良好，返回提取傾角數據并計算傾角變化值和傾角絕對值模塊；否則系統(tǒng)判定此時通信鐵塔出現垂直度問題。本實施例中，|B-a|＝1.02>1，故系統(tǒng)判定此時通信鐵塔出現垂直度問題。

本發(fā)明的基于物聯網的通信鐵塔垂直度問題判斷方法的實施基礎是系統(tǒng)已經通過傳感器收集并存儲了數據。本實施例中，系統(tǒng)設置正整數N＝5、動態(tài)位移判定值為Y＝0.5°、平均傾角標準值B＝0°和可容許范圍M＝1°。該方法按如下步驟實現垂直度檢測：

步驟1、提取傾角數據并計算平均傾角變化值。

系統(tǒng)提取數據庫中的N個傾角數據，記為A₁～A_N。計算平均傾角變化值x＝(|A₂-A₁|+|A₃-A₂|+…+|A_N-A_N-1|+|A₁-A_N|)/N。本實施例中系統(tǒng)提取數據庫中的5個傾角數據A₁～A₅分別為0.8°、0.9°、-0.8°、1°、-0.9°、0.1°。計算平均傾角變化值x＝(|A₂-A₁|+|A₃-A₂|+|A₄-A₃|+|A₅-A₄|+|A₁-A₅|)/5＝1.62°。

步驟2、判斷是否存在動態(tài)位移。

系統(tǒng)進行動態(tài)位移判斷。如果平均傾角變化值x<Y，則判定鐵塔不存在動態(tài)位移，進入步驟3；否則系統(tǒng)判定鐵塔存在動態(tài)位移，返回步驟1。本實施例中，x＝1.62°>Y＝0.5°，故返回步驟1。下一次選取的5個數據分別為0.8°、0.9°、0.8°、1°、0.9°、0.7°，計算得到x＝0.16°。此時x<Y，則進入步驟3。

步驟3、計算平均傾角絕對值。

系統(tǒng)計算此時平均傾角絕對值a＝(|A₁|+|A₂|+…+|A₅|)/5＝1.02°。

步驟4、判斷是否存在垂直度問題。

根據平均傾角絕對值a、平均傾角標準值B和可容許范圍M進行垂直度判定。如果|B-a|<M，則系統(tǒng)判定此時通信鐵塔垂直度良好，返回步驟1；否則系統(tǒng)判定此時通信鐵塔出現垂直度問題。本實施例中，|B-a|＝1.02>1，故系統(tǒng)判定此時通信鐵塔出現垂直度問題。至此，基于物聯網的通信鐵塔垂直度問題判斷結束。

當然，本技術領域中的普通技術人員應當認識到，以上實施例僅是用來說明本發(fā)明的，而并非作為對本發(fā)明的限定，只要在本發(fā)明的范圍內，對以上實施例的變化、變型都將落入本發(fā)明的保護范圍。