[發明專利]基于多傳感器融合的鐵塔組立傳感器群的自適應組網系統

在審

• 申請號: 202210564230.5
• 申請日: 2022-05-23
• 公開（公告）號: CN115209368A
• 公開（公告）日: 2022-10-18
• 發明（設計）人: 胡戈飚;鄧小勇;龔文凱;劉源;劉斌;熊鵬文
• 申請（專利權）人: 國網江西省電力有限公司建設分公司;南昌大學;國家電網有限公司
• 主分類號: H04W4/38
• 分類號: H04W4/38;H04W84/18;E04H12/34;G01D21/02
• 代理公司: 長沙永星專利商標事務所(普通合伙) 43001
• 代理人: 周詠;米中業

本發明公開了一種基于多傳感器融合的鐵塔組立傳感器群的自適應組網系統，包括若干個通用模塊、通訊節點模塊和現場監控平臺；通訊節點模塊分別連接通用模塊和現場監控平臺；通用模塊通過傳感器信號電路與拉力傳感器、張力傳感器連接，監測拉力大小及拉力方向；通用模塊使用UWB模塊進行組網通訊；現場監控平臺運行的監控軟件根據組網編號將數據分配到圖形界面顯示，并可跟據坐標姿態數據對組立階段識別并展示，對線纜受力狀況及姿態進行展示，并進行警告。使用通用化模塊，降低物料成本，提高復雜的施工環境下布置傳感器的容錯率，便于動態展示組塔模型。

技術領域

本發明屬于輸電線路建設領域，具體涉及一種基于多傳感器融合的鐵塔組立傳感器群的自適應組網系統。

背景技術

鐵塔的組立施工是輸電線路建設工程中非常重要的環節，由于鐵塔組立施工條件與環境復雜，內懸浮抱桿組立施工工藝由于對施工場地地形依賴小，得到了廣泛運用。目前一些專利，如發明專利：基于物聯網的內懸浮內拉線抱桿拉線檢測和傾角檢測系統，申請號CN202010196998.2；一種實時監測拉力與傾角的內懸浮內拉線組塔系統，申請號CN201910681928.3?，F有專利已著重解決施工過程中抱桿及拉線狀態監測，但都需要使用一組傳感器進行監測，在施工布置過程中，需要耗費大量精力于傳感器的編組與監控平臺數據對接，效率低，結構復雜。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于多傳感器融合的鐵塔組立傳感器群的自適應組網系統，該系統適配不同的傳感器，效率高。

本發明提供的這種基于多傳感器融合的鐵塔組立傳感器群的自適應組網系統，包括若干個通用模塊、通訊節點模塊和現場監控平臺；通訊節點模塊分別連接通用模塊和現場監控平臺；通用模塊通過傳感器信號電路與拉力傳感器、張力傳感器連接，監測拉力大小及拉力方向；通用模塊使用UWB模塊進行組網通訊；通用模塊與通訊節點模塊通過UWB通訊，通訊節點模塊通過串行或無線通訊與現場監控平臺連接；現場監控平臺運行的監控軟件根據組網編號將數據分配到圖形界面顯示，并可跟據坐標姿態數據對組立階段識別并展示，對線纜受力狀況及姿態進行監測和展示，并進行警告。

所述的通用模塊安裝在抱桿上，檢測抱桿傾斜角度。

通用模塊包括用于UWB定位的通用模塊、與拉力傳感器連接的通用模塊和與張力傳感器連接的通用模塊；每一個通用模塊包括UWB無線通訊模組、傾斜度傳感器、氣壓傳感器、微控制器、傳感器信號電路和電池模組；通訊節點模塊包括UWB無線通訊模組、串行通訊模組或無線通訊模組；現場監控平臺包括電腦和移動智能終端。

通用模塊通過UWB的到達時間差原理實現二維XY平面定位；所述通用模塊通過氣壓傳感器的氣壓差實現Z軸高度定位；通用模塊通過傾角傳感器實現當前傳感器安裝位置姿態識別。

通用模塊使用UWB模塊進行組網通訊；利用4個所述用于UWB定位的通用模塊對所有通用模塊通過UWB的到達時間差原理實現二維XY平面定位；已知第一基站點的坐標(x₁,y₁)到通用模塊(x,y)的距離R₁；第二基站點的坐標(x₂,y₂)到通用模塊(x,y)的距離R₂；第三基站點的坐標(x₃,y₃)到通用模塊(x,y)的距離R₃；第四基站點的坐標(x₄,y₄)到通用模塊(x,y)的距離R₄：

(x-x₁)²+(y-y₁)²＝R₁²

(x-x₂)²+(y-y₂)²＝R₂²