專利名稱：一種鐵塔的監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及移動(dòng)通信控制裝置領(lǐng)域，特別涉及無(wú)線通信基站鐵塔和天線的姿態(tài)檢測(cè)的監(jiān)控系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著鐵路·業(yè)的不斷發(fā)展，各地?zé)o線基站不斷增多，需檢查和維護(hù)的鐵塔數(shù)量也隨著增多。而目前檢查發(fā)射鐵塔、天饋的主要辦法是由專業(yè)人員上鐵塔檢查。但是由于鐵塔數(shù)量較多，具備高空作業(yè)資格的專業(yè)人員相對(duì)較少，很多時(shí)候不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)鐵塔及天饋線系統(tǒng)存在的隱患。在以往的鐵塔倒傾事故中可以發(fā)現(xiàn)，氣象、地質(zhì)、人為是三大主因，因此，有必要對(duì)鐵塔的動(dòng)態(tài)環(huán)境實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并以視頻監(jiān)控的輔助形式對(duì)鐵塔的實(shí)際情況進(jìn)行檢查。發(fā)射鐵塔及天饋系統(tǒng)作為發(fā)射的一個(gè)關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，一旦出現(xiàn)問(wèn)題，將會(huì)造成嚴(yán)重的安全事故，因此鐵塔綜合監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)明具有重要的實(shí)際意義。

發(fā)明內(nèi)容
(一)要解決的技術(shù)問(wèn)題本發(fā)明的目的是提供一種鐵塔綜合監(jiān)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)能實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)鐵路的GSM鐵塔及鐵塔附屬設(shè)備，該系統(tǒng)由監(jiān)控系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集機(jī)、網(wǎng)管中心軟件三部分構(gòu)成；監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括傾角監(jiān)控盒、氣象監(jiān)控盒、振動(dòng)監(jiān)控盒、沉降監(jiān)控盒、視頻監(jiān)控五部分。(二)技術(shù)方案一種鐵塔的監(jiān)控系統(tǒng)，包括用于監(jiān)控天饋天線狀態(tài)的傾角監(jiān)控盒；用于監(jiān)控氣象的氣象監(jiān)控盒；用于監(jiān)控鐵塔振動(dòng)位移狀況的振動(dòng)位移監(jiān)控盒；用于監(jiān)控鐵塔沉降狀態(tài)的沉降監(jiān)控盒；用于監(jiān)控鐵塔狀態(tài)的視頻監(jiān)控裝置；用于采集上述監(jiān)控盒和監(jiān)控裝置信息的數(shù)據(jù)采集機(jī)；以及，用于對(duì)數(shù)據(jù)采集機(jī)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理的管理中心。其中，所述傾角監(jiān)控盒內(nèi)包括電子羅盤(pán)和三軸加速度傳感器。其中，所述傾角監(jiān)控盒安裝通過(guò)螺絲安裝在支架上，所述支架通過(guò)粘結(jié)方式安裝在天線的下1/3處。其中，所述氣象監(jiān)控盒包括風(fēng)力傳感器、風(fēng)向傳感器以及溫濕一體傳感器。其中，所述振動(dòng)位移監(jiān)控盒安裝在鐵塔頂部中心，用于測(cè)量鐵塔在三個(gè)相互垂直軸向上的位移。其中，所述振動(dòng)位移監(jiān)控盒中包括位移傳感器，所述位移傳感器相對(duì)于地球重心方向產(chǎn)生傾斜時(shí)，位移傳感器的擺相對(duì)于盒體形成一個(gè)角度，依據(jù)該角度獲得鐵塔位移。其中，所述傾角監(jiān)控盒、氣象監(jiān)控盒和振動(dòng)位移監(jiān)控盒由鐵塔上的蓄電池供電，所述蓄電池通過(guò)太陽(yáng)能電池板獲得電力。其中，所述沉降監(jiān)控盒包括精密液位計(jì)、儲(chǔ)液罐和聯(lián)通管，精密液位計(jì)和儲(chǔ)液罐之間通過(guò)聯(lián)通管連接；所述精密液位計(jì)一個(gè)作為基準(zhǔn)源，其余作為測(cè)量端設(shè)置在監(jiān)測(cè)點(diǎn)。其中，所述視頻監(jiān)控裝置包括視頻采集攝像系統(tǒng)、傳輸系統(tǒng)和安裝于監(jiān)控中心的顯控設(shè)備。其中，所述數(shù)據(jù)采集機(jī)與監(jiān)控盒和監(jiān)控裝置之間采用無(wú)線或有線連接；所述數(shù)據(jù)采集機(jī)與監(jiān)控盒或監(jiān)控裝置之間采用有線連接時(shí)，數(shù)據(jù)采集機(jī)可以通過(guò)電纜給監(jiān)控盒和監(jiān)控裝置供電。(三)有益效果本發(fā)明通過(guò)在線傳感器實(shí)時(shí)測(cè)量天線和鐵塔的姿態(tài)，節(jié)省了人力物力，提高了系統(tǒng)測(cè)量效率和精度，并具有數(shù)據(jù)分析功能。


圖I是系統(tǒng)實(shí)施示意圖；圖2是傾角監(jiān)控盒在天饋天線的安裝示意圖；圖3是氣象監(jiān)控盒安裝圖；圖4是沉降監(jiān)控盒的安裝圖；圖5是振動(dòng)監(jiān)控盒和視頻監(jiān)控安裝圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實(shí)施例用于說(shuō)明本發(fā)明，但不用來(lái)限制本發(fā)明的范圍。本發(fā)明的鐵塔監(jiān)控系統(tǒng)包括監(jiān)控系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集機(jī)、網(wǎng)管中心軟件三部分構(gòu)成；其中監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括傾角監(jiān)控盒、氣象監(jiān)控盒、振動(dòng)監(jiān)控盒、沉降監(jiān)控盒、視頻監(jiān)控五部分。工作時(shí)，如圖I所示監(jiān)控盒I實(shí)時(shí)采集天線14的方向角、下傾角、橫滾角以及風(fēng)力、風(fēng)向、溫度、濕度，經(jīng)過(guò)處理后發(fā)送給數(shù)據(jù)采集機(jī)，數(shù)據(jù)采集機(jī)匯總后發(fā)送給網(wǎng)管中心軟件，網(wǎng)管中心接到數(shù)據(jù)后，根據(jù)鐵塔的環(huán)境采用誤差校正算法和曲線擬合算法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，并與用戶設(shè)置的閾值相比較，超過(guò)設(shè)定范圍則報(bào)警提示用戶處理。在基站的控制室內(nèi)安裝有數(shù)據(jù)采集機(jī)，數(shù)據(jù)采集機(jī)通常安裝在傳輸柜中，傳輸柜的供電電壓一般為220V。數(shù)據(jù)采集機(jī)通過(guò)自身以太網(wǎng)接口與傳輸柜的指定端口連接，并將數(shù)據(jù)發(fā)送到管理中心。數(shù)據(jù)采集機(jī)與監(jiān)控系統(tǒng)可以采用有線或者無(wú)線的方式連接；采用有線方式時(shí)，數(shù)據(jù)采集機(jī)與鐵塔上的監(jiān)控終端采用四芯傳輸電纜，監(jiān)控終端數(shù)據(jù)采集機(jī)通過(guò)工業(yè)總線RS485通信，并且，數(shù)據(jù)采集機(jī)可以通過(guò)傳輸電纜給監(jiān)控終端供電，最多可以支持八個(gè)監(jiān)控終端；采用無(wú)線方式時(shí)，數(shù)據(jù)采集機(jī)利用433M無(wú)線模塊與監(jiān)控終端監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)(如圖I所示)。具體采用無(wú)線或有線的方式，需要根據(jù)鐵塔周邊的狀況以及該區(qū)域的氣候狀況來(lái)決定。傾角監(jiān)控盒安裝在鐵塔的中心位置以及天線上，如圖2所示為傾角監(jiān)控盒的安裝示意圖。在鐵塔的護(hù)欄8上固定有抱桿4，抱桿4用于支撐天線14，天線14與抱桿4成一個(gè)傾斜的角度，在天線14的背部通過(guò)粘結(jié)的方式將支架2固定，支架2安裝在天線14背部的下1/3處，然后傾角監(jiān)控盒I通過(guò)四顆螺絲固定在支架2上。傾角監(jiān)控盒通過(guò)內(nèi)置的電子羅盤(pán)和三軸加速傳感器測(cè)量目標(biāo)位置的方向角和下傾角，并將處理后的數(shù)據(jù)發(fā)送給數(shù)據(jù)米集機(jī)。氣象監(jiān)控盒安裝在鐵塔天臺(tái)的護(hù)欄上，如圖3所示，風(fēng)力傳感器10的供電電壓為12V,輸出時(shí)用脈沖信號(hào)代表風(fēng)力等級(jí)；風(fēng)向傳感器13的供電電壓為9V,輸出一個(gè)直流0-2. 5V的模擬量來(lái)代表風(fēng)向；溫濕一體傳感器12的供電電壓為5V，測(cè)量溫度范圍是-45°C -85°C，適度范圍是0-90%，輸出為數(shù)字信號(hào)。振動(dòng)位移監(jiān)控盒22位于鐵塔的中心位置，用來(lái)測(cè)量鐵塔在三個(gè)相互垂直的軸向上的位移。當(dāng)位移傳感器相對(duì)于地球重心方向產(chǎn)生傾斜時(shí)，由于重力的作用，擺力圖保持垂直方向，從而使擺相對(duì)于殼體形成一個(gè)角度的傾，測(cè)出這個(gè)角度，并將其換為電量的輸出，即可知因傾斜這個(gè)力所引入的加速度的大小，通過(guò)對(duì)此加速度的二次時(shí)間積分即可得出位移。
傾角監(jiān)控盒、氣象監(jiān)控盒和振動(dòng)位移監(jiān)控盒與鐵塔上的蓄電池11串聯(lián)，監(jiān)控盒的連段插有連接線，并用防水膠泥和電工膠帶纏緊，末端的監(jiān)控盒，空余的一段也用防水膠泥和電工膠帶纏緊。蓄電池11通過(guò)太陽(yáng)能電池板9獲得電力，蓄電池11和太陽(yáng)能電池板9都安裝在鐵塔天臺(tái)的護(hù)欄上。當(dāng)有日光照射時(shí)，太陽(yáng)能電池板可以輸出7. 5-14V的電壓，沒(méi)有日光照射時(shí)，輸出的電壓為O。當(dāng)太陽(yáng)能電池板9的輸出電壓高于12V時(shí)，充放電控制器給蓄電池11充電，并監(jiān)視蓄電池11的電壓，如果高于14V,則表明蓄電池11的電量已滿,不再充電。蓄電池11為塔上的各部分設(shè)備提供電能。如圖4是沉降監(jiān)控盒的安裝示意圖，沉降監(jiān)控盒是一種電感調(diào)頻類智能型位移傳感器，由精密液位計(jì)(17)、儲(chǔ)液罐(15)和連通管(16)組成，通過(guò)連通管液位計(jì)的液面連通，測(cè)量各液位計(jì)相對(duì)基點(diǎn)的垂直向變形情況。，安裝時(shí)將一個(gè)靜力水準(zhǔn)儀設(shè)置在不動(dòng)點(diǎn)(水平基點(diǎn))，其它靜力水準(zhǔn)儀設(shè)置在被測(cè)點(diǎn)，并用連通管連接。通過(guò)液位的變化測(cè)量被測(cè)點(diǎn)相對(duì)水平基點(diǎn)的沉降變形，轉(zhuǎn)化為電量并將數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳到數(shù)據(jù)采集機(jī)。如圖5是視頻監(jiān)控和振動(dòng)監(jiān)控盒的安裝示意圖。視頻監(jiān)控系統(tǒng)安裝于鐵塔附近的傳輸機(jī)房?jī)?nèi)，由視頻采集攝像系統(tǒng)、傳輸系統(tǒng)和安裝于控制中心的顯控設(shè)備三部分組成，傳輸系統(tǒng)采用光纜或其它方式。前端采集攝像系統(tǒng)由高性能可見(jiàn)光攝像傳感器(18)、近紅外激光照明器(19)、云臺(tái)護(hù)罩一體化系統(tǒng)(20)等組成。視頻采集卡和數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳機(jī)在一個(gè)機(jī)盒
(21)內(nèi)，安裝在機(jī)房?jī)?nèi)的傳輸柜里。視頻采集卡用來(lái)將視頻信號(hào)解碼，轉(zhuǎn)成標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字流，由數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳模塊發(fā)送到遠(yuǎn)程的控制中心。視頻監(jiān)控系統(tǒng)還具有智能分析功能，當(dāng)有異常侵入時(shí)可與網(wǎng)管聯(lián)動(dòng)自動(dòng)報(bào)警。網(wǎng)管軟件安裝在控制中心，視頻模塊可以作為網(wǎng)管的一部分，也可以作為獨(dú)立的軟件運(yùn)行。數(shù)字流也可以通過(guò)路由器接入大屏幕顯示設(shè)備，在電視墻上顯示。存儲(chǔ)服務(wù)器可由網(wǎng)管中心服務(wù)器代替，也可以是獨(dú)立的服務(wù)器。以上實(shí)施方式僅用于說(shuō)明本發(fā)明，而并非對(duì)本發(fā)明的限制，有關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，還可以做出各種變化和變型，因此所有等同的技術(shù)方案也屬于本發(fā)明的范疇，本發(fā)明的專利保護(hù)范圍應(yīng)由權(quán)利要求限定。
權(quán)利要求
1.一種鐵塔的監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，包括 用于監(jiān)控天饋天線狀態(tài)的傾角監(jiān)控盒； 用于監(jiān)控氣象的氣象監(jiān)控盒； 用于監(jiān)控鐵塔振動(dòng)位移狀況的振動(dòng)位移監(jiān)控盒； 用于監(jiān)控鐵塔沉降狀態(tài)的沉降監(jiān)控盒； 用于監(jiān)控鐵塔狀態(tài)的視頻監(jiān)控裝置； 用于采集上述監(jiān)控盒和監(jiān)控裝置信息的數(shù)據(jù)采集機(jī)； 以及，用于對(duì)數(shù)據(jù)采集機(jī)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理的管理中心。
2.如權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述傾角監(jiān)控盒內(nèi)包括電子羅盤(pán)和三軸加速度傳感器。
3.如權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述傾角監(jiān)控盒安裝通過(guò)螺絲安裝在支架上，所述支架通過(guò)粘結(jié)方式安裝在天線的下1/3處。
4.如權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述氣象監(jiān)控盒包括風(fēng)力傳感器、風(fēng)向傳感器以及溫濕一體傳感器。
5.如權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述振動(dòng)位移監(jiān)控盒安裝在鐵塔頂部中心，用于測(cè)量鐵塔在三個(gè)相互垂直軸向上的位移。
6.如權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述振動(dòng)位移監(jiān)控盒中包括位移傳感器，所述位移傳感器相對(duì)于地球重心方向產(chǎn)生傾斜時(shí)，位移傳感器的擺相對(duì)于盒體形成一個(gè)角度，依據(jù)該角度獲得鐵塔位移。
7.如權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述傾角監(jiān)控盒、氣象監(jiān)控盒和振動(dòng)位移監(jiān)控盒由鐵塔上的蓄電池供電，所述蓄電池通過(guò)太陽(yáng)能電池板獲得電力。
8.如權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述沉降監(jiān)控盒包括精密液位計(jì)、儲(chǔ)液罐和聯(lián)通管，精密液位計(jì)和儲(chǔ)液罐之間通過(guò)聯(lián)通管連接；所述精密液位計(jì)一個(gè)作為基準(zhǔn)源，其余作為測(cè)量端設(shè)置在監(jiān)測(cè)點(diǎn)。
9.如權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述視頻監(jiān)控裝置包括視頻采集攝像系統(tǒng)、傳輸系統(tǒng)和安裝于監(jiān)控中心的顯控設(shè)備。
10.如權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)采集機(jī)與監(jiān)控盒和監(jiān)控裝置之間采用無(wú)線或有線連接；所述數(shù)據(jù)采集機(jī)與監(jiān)控盒或監(jiān)控裝置之間采用有線連接時(shí)，數(shù)據(jù)采集機(jī)可以通過(guò)電纜給監(jiān)控盒和監(jiān)控裝置供電。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種鐵塔的監(jiān)控系統(tǒng)，包括用于監(jiān)控天饋天線狀態(tài)的傾角監(jiān)控盒；用于監(jiān)控氣象的氣象監(jiān)控盒；用于監(jiān)控鐵塔振動(dòng)位移狀況的振動(dòng)位移監(jiān)控盒；用于監(jiān)控鐵塔沉降狀態(tài)的沉降監(jiān)控盒；用于監(jiān)控鐵塔狀態(tài)的視頻監(jiān)控裝置；用于采集上述監(jiān)控盒和監(jiān)控裝置信息的數(shù)據(jù)采集機(jī)；以及，用于對(duì)數(shù)據(jù)采集機(jī)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理的管理中心。本發(fā)明通過(guò)在線傳感器實(shí)時(shí)測(cè)量天線和鐵塔的姿態(tài)，節(jié)省了人力物力，提高了系統(tǒng)測(cè)量效率和精度，并具有數(shù)據(jù)分析功能。
文檔編號(hào)H04N7/18GK102722160SQ20121021122
公開(kāi)日2012年10月10日 申請(qǐng)日期2012年6月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月21日
發(fā)明者張彤 申請(qǐng)人:北京北交恒通技術(shù)有限公司