本實(shí)用新型涉及一種測(cè)溫技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的高壓電塔測(cè)溫系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

高壓電塔是電網(wǎng)的重要組成部分，且分布極為廣泛，這就產(chǎn)生了高壓電塔維護(hù)的問題。

隨著全國(guó)范圍內(nèi)用電的需求日益增長(zhǎng)，在長(zhǎng)期的運(yùn)行過程中電力設(shè)備因夏天過熱、冬天過冷極易產(chǎn)生故障，我國(guó)國(guó)土面積大，人口眾多，電力需求日益增大，建有包含西電東輸?shù)容旊姽こ?。電網(wǎng)的長(zhǎng)期維護(hù)一直是相關(guān)部門的難題?，F(xiàn)有的人工巡檢是電網(wǎng)巡檢的主要方式，通常采用人工測(cè)量、記錄的模式對(duì)高壓電塔及其他電力設(shè)備進(jìn)行逐一排查，耗費(fèi)巨大的人力物力，并且也存在遺漏、檢錯(cuò)、排查周期長(zhǎng)、偏遠(yuǎn)地區(qū)巡檢難等問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的高壓電塔測(cè)溫系統(tǒng)，能夠?qū)Ω邏弘娝想娏υO(shè)備進(jìn)行溫度測(cè)量，并判斷電力設(shè)備是否出現(xiàn)故障，出現(xiàn)故障時(shí)及時(shí)的進(jìn)行維護(hù)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提出如下技術(shù)方案：一種基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的高壓電塔測(cè)溫系統(tǒng)，包括

至少一個(gè)用于對(duì)高壓電塔上電力設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)溫度測(cè)量并發(fā)送溫度數(shù)據(jù)和判定電力設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)發(fā)送告警信息的終端測(cè)溫單元；

用于接收終端測(cè)溫單元發(fā)送的溫度數(shù)據(jù)和告警信息并以無(wú)線網(wǎng)絡(luò)方式進(jìn)行發(fā)送溫度數(shù)據(jù)和告警信息的GSM移動(dòng)通信基站單元；以及

用于接收GSM移動(dòng)通信基站單元發(fā)送的溫度數(shù)據(jù)和告警信息并進(jìn)行處理，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)高壓電塔上電力設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)測(cè)單元；其中，

所述終端測(cè)溫單元包括微處理器控制模塊，以及與所述微處理器控制模塊相通信的溫度測(cè)量模塊和GPRS通信模塊，所述GPRS通信模塊與GSM移動(dòng)通信基站單元相通信，所述終端監(jiān)測(cè)單元與GSM移動(dòng)通信基站單元相通信。

優(yōu)選地，所述溫度測(cè)量模塊包括紅外掃描測(cè)溫儀，以及與所述紅外掃描測(cè)溫儀相連接的雙舵機(jī)云臺(tái)，所述紅外掃描測(cè)溫儀和雙舵機(jī)云臺(tái)均與微處理器控制模塊相通信。

優(yōu)選地，所述紅外掃描測(cè)溫儀與高壓電塔上電力設(shè)備非接觸。

優(yōu)選地，所述紅外掃描測(cè)溫儀包括紅外鏡頭、掃描鏡，以及依次相連接的探測(cè)器模塊，放大器模塊和AD轉(zhuǎn)換模塊，所述紅外境外位于掃描鏡前端，所述掃描鏡位于探測(cè)器模塊前端，所述AD轉(zhuǎn)換模塊與微處理器控制模塊相連接。

優(yōu)選地，所述GPRS通信模塊與GSM移動(dòng)通信基站單元雙向通信連接。

優(yōu)選地，所述終端測(cè)溫單元還包括用于告警提示的警示模塊，所述警示模塊與微處理器控制模塊相通信。

優(yōu)選地，所述終端測(cè)溫單元還包括為終端測(cè)溫單元提供工作電壓的電源模塊，所述電源模塊與終端測(cè)溫單元相連接。

優(yōu)選地，所述電源模塊包括電源保護(hù)電路模塊，以及與所述電源保護(hù)電路模塊相連接的直流電壓轉(zhuǎn)換電路模塊，電池組模塊和控制電路模塊，所述控制電路模塊與數(shù)個(gè)能夠進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換的太陽(yáng)能光電轉(zhuǎn)換板相連接。

優(yōu)選地，所述監(jiān)測(cè)單元包括復(fù)數(shù)用于存儲(chǔ)溫度數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器，用于訪問數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器的Web服務(wù)器，以及用于訪問Web服務(wù)器的物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控管理平臺(tái)，物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控平臺(tái)與Web服務(wù)器相通信，所述Web服務(wù)器與數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器相通信。

本實(shí)用新型的有益效果是：

本實(shí)用新型所述的基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的高壓電塔測(cè)溫系統(tǒng)，使用雙舵機(jī)云臺(tái)帶動(dòng)紅外掃描測(cè)量?jī)x旋轉(zhuǎn)的無(wú)接觸方式進(jìn)行溫度測(cè)量，適用于高壓、高溫、強(qiáng)干擾情況下的溫度數(shù)據(jù)采集；在溫度出現(xiàn)異常時(shí)，能夠發(fā)送告警信息，使維護(hù)人員能夠及時(shí)的進(jìn)行維護(hù)，減少損失；另外所述系統(tǒng)采用平時(shí)休眠，定時(shí)喚醒的工作模式，有效的降低系統(tǒng)的整體功率，延長(zhǎng)壽命。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型的基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的高壓電塔測(cè)溫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖示意圖；

圖2是本實(shí)用新型的終端測(cè)溫單元結(jié)構(gòu)框圖示意圖；

圖3是本實(shí)用新型的紅外掃描測(cè)溫儀結(jié)構(gòu)框圖示意圖；

圖4是本實(shí)用新型的GPRS通信模塊電路圖示意圖；

圖5是本實(shí)用新型的電源模塊結(jié)構(gòu)框圖示意圖；

圖6是本實(shí)用新型的基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的高壓電塔測(cè)溫系統(tǒng)的工作流程圖一；

圖7是本實(shí)用新型的基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的高壓電塔測(cè)溫系統(tǒng)的工作流程圖二。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本實(shí)用新型的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整的描述。

如圖1所示，本實(shí)用新型所揭示的一種基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的高壓電塔測(cè)溫系統(tǒng)，能夠?qū)Ω邏弘娝想娏υO(shè)備的溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)故障的電力設(shè)備，并發(fā)送告警信息，使維護(hù)人員能夠及時(shí)對(duì)出現(xiàn)故障的電力設(shè)備進(jìn)行維護(hù)，減少因故障帶來的損失。

所述基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的高壓電塔測(cè)溫系統(tǒng)包括至少一個(gè)終端測(cè)溫單元，GSM移動(dòng)通信基站單元，以及監(jiān)測(cè)單元；

所述終端測(cè)溫單元用于對(duì)高壓電塔上電力設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)溫度測(cè)量，發(fā)送溫度數(shù)據(jù)至GSM移動(dòng)通信基站單元中，同時(shí)，分析電力設(shè)備是否存在故障，若存在故障，則發(fā)送告警信息至GSM移動(dòng)通信基站單元中；

所述GSM移動(dòng)通信基站單元用于接收終端測(cè)溫單元發(fā)送的溫度數(shù)據(jù)和告警信息，并將接收到的溫度數(shù)據(jù)和告警信息通過無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的方式發(fā)送至監(jiān)測(cè)單元中；

所述監(jiān)測(cè)單元對(duì)接收到的溫度數(shù)據(jù)和告警信息進(jìn)行處理，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)高壓電塔上電力設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。

進(jìn)一步地，所述監(jiān)測(cè)單元包括數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器，Web服務(wù)器，以及物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控管理平臺(tái)，所述數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器用于存儲(chǔ)終端測(cè)溫單元采集到的溫度數(shù)據(jù)，所述物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控管理平臺(tái)通過HTTP協(xié)議訪問Web服務(wù)器，進(jìn)一步訪問數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器，集中顯示每臺(tái)高壓電塔上電力設(shè)備的實(shí)時(shí)溫度數(shù)值。當(dāng)電力設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測(cè)平臺(tái)可以根據(jù)告警信息，判定出現(xiàn)異常的電塔的位置，及時(shí)的告知電塔維護(hù)人員對(duì)高壓電塔上電力設(shè)備進(jìn)行維護(hù)，當(dāng)然，還可以通過GSM移動(dòng)通信基站單元將告警信息直接發(fā)送至電塔維護(hù)人員的手機(jī)客戶端中，所述告警信息包括出現(xiàn)故障的電塔的位置，以及當(dāng)前的溫度數(shù)據(jù)。

進(jìn)一步的，如圖2、圖3所示，所述終端測(cè)溫單元包括微處理器控制模塊，以及與所述微處理器控制模塊相連接的GPRS通信模塊和溫度測(cè)量模塊；

所述溫度測(cè)量模塊將采集到的溫度數(shù)據(jù)發(fā)送至微處理器控制模塊中，微處理器控制模塊對(duì)所述溫度數(shù)據(jù)進(jìn)一步處理并通過GPRS通信模塊將溫度數(shù)據(jù)發(fā)送至GSM移動(dòng)通信基站單元中，同時(shí)微處理器控制模塊根據(jù)所述溫度數(shù)據(jù)判斷高壓電塔上電力設(shè)備是否出現(xiàn)故障，若發(fā)生故障，則通過GPRS通信模塊發(fā)送告警信息至GSM移動(dòng)通信基站單元中；

所述溫度測(cè)量模塊包括紅外掃描測(cè)溫儀，以及與所述紅外掃描測(cè)溫儀相連接的雙舵機(jī)云臺(tái)，所述紅外掃描測(cè)溫儀和雙舵機(jī)云臺(tái)均與微處理器控制模塊相連接，所述微處理器控制模塊根據(jù)設(shè)定的時(shí)間驅(qū)動(dòng)雙舵機(jī)云臺(tái)旋轉(zhuǎn)，進(jìn)一步控制紅外掃描測(cè)溫儀在水平方向上和垂直方向上旋轉(zhuǎn)一定的角度，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)高壓鐵塔上電力設(shè)備的溫度測(cè)量。本實(shí)施例中，所述紅外掃描測(cè)溫儀通過水平掃描和垂直掃描的方式對(duì)高壓電塔進(jìn)行多點(diǎn)溫度測(cè)量，并且采用非接觸式的測(cè)量方式，能夠有效的避免高溫、高壓下的干擾。

如圖3所示，所述紅外掃描測(cè)溫儀的結(jié)構(gòu)框圖，包括紅外鏡頭、掃描鏡、探測(cè)器模塊、放大器模塊，以及AD轉(zhuǎn)換模塊，所述紅外境外位于掃描鏡的上游，所述掃描鏡位于放大器模塊的上游，所述探測(cè)器模塊與放大器模塊相連接，所述放大器模塊與AD轉(zhuǎn)換模塊相連接，所述AD轉(zhuǎn)換模塊與微處理器控制模塊相連接，所述紅外鏡頭與掃描鏡將紅外光傳遞至探測(cè)器模塊，所述探測(cè)器模塊將紅外光進(jìn)行光電信號(hào)轉(zhuǎn)換后輸入至放大器模塊中進(jìn)行信號(hào)放大，放大后的信號(hào)通過AD轉(zhuǎn)換模塊進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，并輸入至微處理器控制模塊。其中，所述探測(cè)器采用熱敏電阻，并且采用直流的工作方式，具體的，當(dāng)高壓電塔發(fā)射出的紅外線通過紅外鏡頭匯聚到掃描鏡，所述掃描鏡進(jìn)行水平方向掃描，依次逐點(diǎn)的把被測(cè)目標(biāo)紅外線聚焦到探測(cè)器上，所述探測(cè)器探測(cè)到紅外熱輻射時(shí)產(chǎn)生微弱的電壓信號(hào)，微弱的電壓信號(hào)經(jīng)過放大器后輸出直流電平信號(hào)，優(yōu)選地，所述放大器包括相連接的低噪聲、高輸入阻抗的前置放大器和增益可調(diào)的主放大器，所述微弱的電平信號(hào)經(jīng)過放大器后輸出峰值電壓為2.5V的直流電平信號(hào)。所述直流電平信號(hào)經(jīng)過AD轉(zhuǎn)換模塊進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換輸出至微處理器控制模塊進(jìn)一步處理，優(yōu)選地，所述AD轉(zhuǎn)換模塊為型號(hào)為PCF8591模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，轉(zhuǎn)換后的溫度數(shù)據(jù)通過PCF8591模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊的SDA輸出引腳輸出至微處理器控制模塊中。

如圖4所示，所述GPRS通信模塊與微處理器控制模塊連接的電路圖，所述微處理器控制模塊通過AT指令控制GPRS通信模塊與GSM移動(dòng)通信基站單元實(shí)現(xiàn)通信，所述GPRS通信模塊與GSM移動(dòng)通信基站單元雙向通信連接。優(yōu)選地，所述微處理器控制模塊選自型號(hào)為STM32F103的微處理器，所述STM32F103微處理器集成定時(shí)器/ADC/SPI/USB/UART功能，其包括GPIO引腳，RX引腳，TX引腳，GPIO1引腳，GPIO3引腳，所述GPRS通信模塊選自型號(hào)為SIM900的通信模塊，所述SIM900采用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)接口，工作頻率為GSM/GPRS 850/900/1800/1900MHz，可以低功耗實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音、SMS和數(shù)據(jù)傳輸，其包括PWRKEY引腳，TXD引腳，RXD引腳，STATUS引腳，SIM_VDD引腳，SIM_DATA引腳，SIM_CLK引腳、SIM_RST引腳，所述GPIO引腳與PWRKEY引腳相連接，RX引腳與TXD引腳相連接，TX引腳與RXD引腳相連接，GPIO1引腳與STATUS引腳相連接。

本實(shí)施例中，GPRS通信模塊能夠向監(jiān)測(cè)單元中的維護(hù)人員發(fā)送短信息，因此，GPRS通信模塊中設(shè)有SIM卡槽，所述SIM卡槽包括六個(gè)引腳，第一引腳與GPIO3引腳相連接，用于測(cè)試；第三引腳與SIM_DATA引腳相連接，用于輸入需要發(fā)送的數(shù)據(jù)；第四引腳與SIM_CLK引腳相連接，用于同步；第五引腳與SIM_RST引腳相連接，用于重置。

更進(jìn)一步的，紅外掃描測(cè)溫儀將轉(zhuǎn)換后的溫度數(shù)據(jù)通過UART接口送至微處理器控制模塊中，所述微處理器控制模塊對(duì)所述溫度數(shù)據(jù)處理得到絕對(duì)溫度值，并根據(jù)HTTP協(xié)議和TCP/IP協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)打包，將打包好的數(shù)據(jù)通過UART接口送入GPRS通信模塊中，所述SIM900通信模塊支持TCP/IP協(xié)議和HTTP協(xié)議，微處理器控制模塊通過AT指令控制SIM900通信模塊與監(jiān)測(cè)單元中的數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器建立TCP連接，所述GPRS通信模塊通過無(wú)線網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)包送入監(jiān)測(cè)單元中的數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器中存儲(chǔ)，所述物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控管理平臺(tái)通過Web服務(wù)器訪問數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器，實(shí)時(shí)顯示每臺(tái)高壓電塔電力設(shè)備的溫度。當(dāng)高壓電塔上電力設(shè)備運(yùn)行出現(xiàn)故障時(shí)，微處理器控制模塊生成告警信息并通過AT指令控制SIM900通信模塊，向監(jiān)測(cè)單元中發(fā)送告警信息。所述告警信息可以直接發(fā)送至監(jiān)測(cè)單元中的維修人員，維修人員根據(jù)告警信息中的電塔編號(hào)信息，及時(shí)的進(jìn)行維修，避免造成大的損失。

結(jié)合圖2和圖5所示，所述終端測(cè)溫單元還包括警示模塊和電源模塊，所述電源模塊與微處理器控制模塊相連接，為其提供工作電壓，所述警示模塊與微處理器控制模塊相連接，所述溫度測(cè)量模塊將測(cè)量到的溫度數(shù)據(jù)發(fā)送至微處理器控制模塊后，微處理器控制模塊根據(jù)溫度數(shù)據(jù)判斷電力設(shè)備是否出現(xiàn)故障，若出現(xiàn)，則驅(qū)動(dòng)警示模塊發(fā)出告警提示，方便維護(hù)人員進(jìn)行維護(hù)。本實(shí)施例中，優(yōu)選地，所述警示模塊選自型號(hào)為L(zhǎng)TE-1101J的聲光報(bào)警器。

如圖5所示，所述電源模塊包括電源保護(hù)電路模塊，以及與所述電源保護(hù)電路模塊相連接的直流電壓轉(zhuǎn)換電路模塊，電池組模塊和控制電路模塊，所述控制電路模塊與數(shù)個(gè)太陽(yáng)能光電轉(zhuǎn)換板相連接，所述太陽(yáng)光電轉(zhuǎn)換板能夠進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，所述控制電路模塊包括光電板控制電路模塊和電池組充放電電路模塊，所述光電板控制電路模塊能夠?qū)μ?yáng)能光電轉(zhuǎn)換板進(jìn)行控制，進(jìn)行太陽(yáng)光能與電能的轉(zhuǎn)換，所述電池組充放電模塊能夠控制電池組模塊進(jìn)行充電和放電，電源保護(hù)電路模塊能夠?qū)﹄姵亟M模塊提供過過沖、過流、過放，以及過壓提供保護(hù)，所述電池組模塊通過直流電壓轉(zhuǎn)換電路模塊為終端測(cè)溫單元等提供工作電壓，優(yōu)選地，所述工作電壓為3.3V～5V。通過利用光電轉(zhuǎn)換為終端測(cè)溫單元提供工作電壓，使得終端測(cè)溫單元能夠持續(xù)工作，并且能夠有效地節(jié)省電力資源。

為了充分提高系統(tǒng)的工作效率以及降低系統(tǒng)的整體功耗，所述終端測(cè)溫裝置采用平時(shí)休眠，定時(shí)喚醒的工作模式。具體的，結(jié)合圖6和圖7所示，高壓電塔測(cè)溫系統(tǒng)的工作流程圖，微處理器控制模塊初始化，啟動(dòng)自檢，自檢后啟動(dòng)定時(shí)器，并設(shè)定采樣間隔，并進(jìn)一步設(shè)定溫度的預(yù)設(shè)閥值，進(jìn)入休眠模式。當(dāng)定時(shí)器產(chǎn)生中斷以后，所述溫度測(cè)量模塊開始采集溫度數(shù)據(jù)，并將所述溫度數(shù)據(jù)發(fā)送至微處理器控制模塊中，微處理器控制模塊根據(jù)溫度數(shù)據(jù)判斷電力設(shè)備是否出現(xiàn)故障，若出現(xiàn)故障，則啟動(dòng)聲光報(bào)警裝置，并通過GPRS通信模塊發(fā)送報(bào)警短信，否則，通過GPRS通信模塊發(fā)送數(shù)據(jù)至終端監(jiān)測(cè)單元中，進(jìn)行數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)，完成中斷服務(wù)后，再次進(jìn)入休眠，從而降低系統(tǒng)的整體功率，延長(zhǎng)壽命。

為了更好的說明高壓電塔測(cè)溫系統(tǒng)測(cè)量的準(zhǔn)確性，本實(shí)施例中，選取某一地區(qū)的高壓電塔進(jìn)行溫度測(cè)量。環(huán)境溫度為15℃，高壓電塔的工作電壓為50KV，將終端測(cè)溫單元設(shè)置在距離高壓電塔頂端4米的地方，通過在監(jiān)測(cè)中心的物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控管理平臺(tái)查看高壓電塔上電力設(shè)備的溫度，采集數(shù)據(jù)見表一。

表一：高壓測(cè)溫系統(tǒng)測(cè)得的高壓電塔電力設(shè)備溫度數(shù)據(jù)

為了驗(yàn)證高壓電塔測(cè)溫系統(tǒng)測(cè)量溫度是否準(zhǔn)確，借助某熱工研究所福祿克紅外溫度檢測(cè)儀在同樣的測(cè)試環(huán)境下進(jìn)行溫度測(cè)量，見表二。

表二：溫度精度測(cè)試實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

通過表二可知，高壓電塔測(cè)溫系統(tǒng)測(cè)量的溫度存在誤差，且誤差范圍在±1℃，當(dāng)終端測(cè)溫單元越靠近電力設(shè)備，則測(cè)量得到的溫度誤差越小。

本實(shí)用新型所述的基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的高壓電塔測(cè)溫系統(tǒng)，使用雙舵機(jī)云臺(tái)帶動(dòng)紅外掃描測(cè)量?jī)x旋轉(zhuǎn)的無(wú)接觸方式進(jìn)行溫度測(cè)量，適用于高壓、高溫、強(qiáng)干擾情況下的溫度數(shù)據(jù)采集；在電力設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，能夠發(fā)送故障位置信息，使維護(hù)人員及時(shí)的進(jìn)行維護(hù)，減少損失；另外所述系統(tǒng)采用平時(shí)休眠，定時(shí)喚醒的工作模式，有效的降低系統(tǒng)的整體功率，延長(zhǎng)壽命。

本實(shí)用新型的技術(shù)內(nèi)容及技術(shù)特征已揭示如上，然而熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員仍可能基于本實(shí)用新型的教示及揭示而作種種不背離本實(shí)用新型精神的替換及修飾，因此，本實(shí)用新型保護(hù)范圍應(yīng)不限于實(shí)施例所揭示的內(nèi)容，而應(yīng)包括各種不背離本實(shí)用新型的替換及修飾，并為本專利申請(qǐng)權(quán)利要求所涵蓋。