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基于傳感器技術(shù)的鐵塔狀態(tài)自動(dòng)檢測(cè)方案
來(lái)源：作者：日期：2018-02-08 17:37:04點(diǎn)擊：8093次
傳感器是指能感受規(guī)定的被測(cè)量，并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出信號(hào)的器件或裝置。我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（GB7665-2005）對(duì)傳感器的定義是：“能感受被測(cè)量并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出信號(hào)的器件或裝置”。
傳感器作為信息獲取的重要手段，與通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)共同構(gòu)成信息技術(shù)的三大支柱。
作用：利用物理效應(yīng)、化學(xué)效應(yīng)、生物效應(yīng)，把被測(cè)的物理量、化學(xué)量、生物量等轉(zhuǎn)換成符合需要的電量。
目錄
1、基于傳感器技術(shù)的鐵塔狀態(tài)自動(dòng)檢測(cè)方案簡(jiǎn)介
2、基于傳感器技術(shù)的鐵塔狀態(tài)自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo)
3、基于傳感器技術(shù)的鐵塔狀態(tài)自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)組成
4、基于傳感器技術(shù)的鐵塔狀態(tài)自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)構(gòu)成
5、基于傳感器技術(shù)的鐵塔狀態(tài)自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)特點(diǎn)
6、檢測(cè)中心的軟件
7、傳感器技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)與應(yīng)用前景
基于傳感器技術(shù)的鐵塔狀態(tài)自動(dòng)檢測(cè)方案簡(jiǎn)介：
安裝在野外的輸電線鐵塔，雖然地基堅(jiān)固，但是由于長(zhǎng)期受到地殼運(yùn)動(dòng)、天氣環(huán)境、人為施工（如修公路等情況下的野外爆破）等的影
響，容易發(fā)生傾斜。當(dāng)傾斜達(dá)到一定程度，或者由于傾斜造成的鐵塔應(yīng)力變化，均有可能使得鐵塔發(fā)生形變，從而引發(fā)輸電線舞動(dòng)、斷裂，甚
至鐵塔倒塌等生產(chǎn)和安全問(wèn)題。
而對(duì)于鐵塔傾斜的早期預(yù)測(cè)，目前采用的辦法是巡線的工作人員，攜帶笨重的儀器設(shè)備，到達(dá)鐵塔附近，然后展開設(shè)備進(jìn)行測(cè)量。這樣不
但效率低，而且也不準(zhǔn)確、及時(shí)，并不能從根本上解決鐵塔傾斜的早期預(yù)測(cè)，及時(shí)排除安全隱患，保證生產(chǎn)的正常進(jìn)行。
由于以上原因，目前需要有一種能夠完成鐵塔傾斜自動(dòng)檢測(cè)的辦法，同時(shí)需要將野外現(xiàn)場(chǎng)的檢測(cè)信號(hào)傳送到監(jiān)測(cè)中心，并且發(fā)布在安全生產(chǎn)的
內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)上，這樣方便有關(guān)人員實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、統(tǒng)計(jì)、分析。本方案利用成熟的、低成本GPRS技術(shù)，在保持系統(tǒng)可靠性的同時(shí)，保證了系統(tǒng)的先
進(jìn)性。每個(gè)無(wú)線檢測(cè)模塊安裝靈活，無(wú)需其他線路的布線，所以也就更加安全、可靠。另外，將多個(gè)測(cè)量點(diǎn)的數(shù)據(jù)連接成網(wǎng)絡(luò)后，便于統(tǒng)一管
理，實(shí)現(xiàn)管理的網(wǎng)絡(luò)化、自動(dòng)化。
基于傳感器技術(shù)的鐵塔狀態(tài)自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo)：
本系統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo)分三步，首先設(shè)計(jì)無(wú)線終端采集設(shè)備，包括形變、傾斜、振動(dòng)傳感器選型、定型，采集電路及處理算法實(shí)現(xiàn)；然后根據(jù)鐵塔結(jié)
構(gòu)特點(diǎn)設(shè)計(jì)無(wú)線終端設(shè)備的安裝及系統(tǒng)工作電源設(shè)計(jì)；最后設(shè)計(jì)后端處理軟件，使得鐵塔傾斜、振動(dòng)檢測(cè)自動(dòng)化、無(wú)線化、網(wǎng)絡(luò)化和安全化。
基于傳感器技術(shù)的鐵塔狀態(tài)自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)組成：
本系統(tǒng)由傳感器模塊、無(wú)線檢測(cè)終端、系統(tǒng)電源、Web服務(wù)器及其管理軟件組成。其中前三個(gè)在本系統(tǒng)中安裝在現(xiàn)場(chǎng)，稱為前端設(shè)備。
無(wú)線檢測(cè)終端安裝在檢測(cè)點(diǎn)附近，負(fù)責(zé)采集來(lái)自傳感器模塊的傾斜度、振動(dòng)等數(shù)據(jù)，并將這些數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成無(wú)線信道數(shù)據(jù)發(fā)射出去；Web服務(wù)器
配備無(wú)線接收模塊一個(gè)和服務(wù)器一臺(tái)，它接收來(lái)自無(wú)線檢測(cè)終端的無(wú)線信道數(shù)據(jù)，并把它記錄在本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)中，使得通過(guò)認(rèn)證的用戶可以通過(guò)
IE 瀏覽器訪問(wèn)。無(wú)線檢測(cè)終端、傳感器模塊、系統(tǒng)電源的蓄電池安裝在一個(gè)金屬外殼的機(jī)箱里，在殼體外部固定太陽(yáng)能電池，并統(tǒng)一安裝在
鐵塔上。
基于傳感器技術(shù)的鐵塔狀態(tài)自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)構(gòu)成：
采用無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的無(wú)線檢測(cè)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)鐵塔傾斜度和振動(dòng)進(jìn)行實(shí)時(shí)在線檢測(cè)，經(jīng)過(guò)與電力系統(tǒng)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)連接，在中心監(jiān)控室內(nèi)就可以監(jiān)
視運(yùn)行狀態(tài)，真正做到了遠(yuǎn)距離遙測(cè)，當(dāng)被測(cè)點(diǎn)傾斜度或者振動(dòng)超過(guò)預(yù)先設(shè)定的閥值時(shí)，就發(fā)出報(bào)警信號(hào)及時(shí)提醒有關(guān)人員采取措施。
基于傳感器技術(shù)的鐵塔狀態(tài)自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)特點(diǎn)：
5.1實(shí)時(shí)性：實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)；
5.2準(zhǔn)確性：測(cè)量?jī)A斜度精度可達(dá)±0.1°；
5.3靈活性：用戶可根據(jù)自己的需求，靈活、方便的設(shè)置參數(shù)；
5.4安全性：不論是產(chǎn)品、還是工具及其維護(hù)，都具有系統(tǒng)安全性和可靠性；
5.5采集方式：定時(shí)采集。
檢測(cè)中心的軟件：
檢測(cè)中心軟件為運(yùn)行在Windows上的圖形化服務(wù)器軟件，客戶端直接通過(guò)IE瀏覽器直接訪問(wèn)服務(wù)器，查詢各種形式的傾斜度、振動(dòng)數(shù)
據(jù)。
6.1圖形顯示形式：可監(jiān)測(cè)到現(xiàn)場(chǎng)傾斜度、振動(dòng)連續(xù)變化的情況，以曲線圖的形式表現(xiàn)；也可以監(jiān)測(cè)到傾斜度、振動(dòng)離散變化的情況，以柱狀
圖的形式表現(xiàn)；
6.2實(shí)現(xiàn)傾斜度、振動(dòng)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和管理。能實(shí)現(xiàn)歷史數(shù)據(jù)查詢：根據(jù)用戶設(shè)定的時(shí)間段、無(wú)線檢測(cè)節(jié)點(diǎn)地址、傳感器編號(hào)進(jìn)行歷史數(shù)據(jù)的查
詢。根據(jù)查詢結(jié)果及樣式打印報(bào)表（報(bào)表可定制）；
6.3當(dāng)傾斜度、振動(dòng)超過(guò)規(guī)定值，發(fā)出報(bào)警信息，提示操作人員對(duì)相應(yīng)刀閘進(jìn)行故障排查；
6.4本控制系統(tǒng)應(yīng)用軟件采用外掛式或嵌入式（留有接口）設(shè)計(jì)，軟件安裝容易，操作簡(jiǎn)單，功能齊全，維護(hù)方便。在具有和機(jī)房數(shù)據(jù)通訊的
條件下，管理人員可遠(yuǎn)程對(duì)每個(gè)傾斜度、振動(dòng)傳感器進(jìn)行報(bào)警值的設(shè)置，定義不同級(jí)別的報(bào)警方式。如有異?？梢约皶r(shí)通過(guò)聲音等方式通知管
理人員。報(bào)警時(shí)軟件中報(bào)警項(xiàng)顯示為紅色。
傳感器技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)與應(yīng)用前景：
隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展以及相關(guān)條件的日趨成熟，傳感器技術(shù)逐漸受到了更多人士的高度重視當(dāng)今傳感器技術(shù)的研究與發(fā)展，特別是基于
光電通信和生物學(xué)原理的新型傳感器技術(shù)的發(fā)展，已成為推動(dòng)國(guó)家乃至世界信息化產(chǎn)業(yè)進(jìn)步的重要標(biāo)志與動(dòng)力。
由于傳感器具有頻率響應(yīng)、階躍響應(yīng)等動(dòng)態(tài)特性以及諸如漂移、重復(fù)性、精確度、靈敏度、分辨率、線性度等靜態(tài)特性，所以外界因素的改
變與動(dòng)蕩必然會(huì)造成傳感器自身特性的小穩(wěn)定，從而給其實(shí)際應(yīng)用造成較大影響這就要求我們針對(duì)傳感器的工作原理和結(jié)構(gòu)，在小同場(chǎng)合對(duì)傳
感器規(guī)定相應(yīng)的基本要求，以最大程度優(yōu)化其性能參數(shù)與指標(biāo)，如高靈敏度、抗干擾的穩(wěn)定性、線性、容易調(diào)節(jié)、高精度、無(wú)遲滯性、工作壽
命長(zhǎng)、可重復(fù)性、抗老化、高響應(yīng)速率、抗環(huán)境影響、互換性、低成本/寬測(cè)量范圍/小尺寸/重量輕和高強(qiáng)度等。
同時(shí)，根據(jù)對(duì)國(guó)內(nèi)外傳感器技術(shù)的研究現(xiàn)狀分析以及對(duì)傳感器各性能參數(shù)的理想化要求，現(xiàn)代傳感器技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)可以從四個(gè)力而分析與
概括:一是開發(fā)新材料、新工藝和開發(fā)新型傳感器;一是實(shí)現(xiàn)傳感器的多功能、高精度、集成化和智能化;三是實(shí)現(xiàn)傳感技術(shù)硬件系統(tǒng)與元器件的
微小型化;四是通過(guò)傳感器與其它學(xué)科的交叉整合，實(shí)現(xiàn)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)化。
傳感器作為信息獲取的重要手段，與通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)共同構(gòu)成信息技術(shù)的三大支柱。
作用：利用物理效應(yīng)、化學(xué)效應(yīng)、生物效應(yīng)，把被測(cè)的物理量、化學(xué)量、生物量等轉(zhuǎn)換成符合需要的電量。
| 中文名 | 簡(jiǎn)介 | 用途 | 應(yīng)用領(lǐng)域 |
| 傳感器技術(shù) | 指能感受規(guī)定的被測(cè)量 | 傳感器作為信息獲取的重要手段 | 實(shí)現(xiàn)測(cè)試與自動(dòng)控制 |
目錄
1、基于傳感器技術(shù)的鐵塔狀態(tài)自動(dòng)檢測(cè)方案簡(jiǎn)介
2、基于傳感器技術(shù)的鐵塔狀態(tài)自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo)
3、基于傳感器技術(shù)的鐵塔狀態(tài)自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)組成
4、基于傳感器技術(shù)的鐵塔狀態(tài)自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)構(gòu)成
5、基于傳感器技術(shù)的鐵塔狀態(tài)自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)特點(diǎn)
6、檢測(cè)中心的軟件
7、傳感器技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)與應(yīng)用前景
基于傳感器技術(shù)的鐵塔狀態(tài)自動(dòng)檢測(cè)方案簡(jiǎn)介：
安裝在野外的輸電線鐵塔，雖然地基堅(jiān)固，但是由于長(zhǎng)期受到地殼運(yùn)動(dòng)、天氣環(huán)境、人為施工（如修公路等情況下的野外爆破）等的影
響，容易發(fā)生傾斜。當(dāng)傾斜達(dá)到一定程度，或者由于傾斜造成的鐵塔應(yīng)力變化，均有可能使得鐵塔發(fā)生形變，從而引發(fā)輸電線舞動(dòng)、斷裂，甚
至鐵塔倒塌等生產(chǎn)和安全問(wèn)題。
而對(duì)于鐵塔傾斜的早期預(yù)測(cè)，目前采用的辦法是巡線的工作人員，攜帶笨重的儀器設(shè)備，到達(dá)鐵塔附近，然后展開設(shè)備進(jìn)行測(cè)量。這樣不
但效率低，而且也不準(zhǔn)確、及時(shí)，并不能從根本上解決鐵塔傾斜的早期預(yù)測(cè)，及時(shí)排除安全隱患，保證生產(chǎn)的正常進(jìn)行。
由于以上原因，目前需要有一種能夠完成鐵塔傾斜自動(dòng)檢測(cè)的辦法，同時(shí)需要將野外現(xiàn)場(chǎng)的檢測(cè)信號(hào)傳送到監(jiān)測(cè)中心，并且發(fā)布在安全生產(chǎn)的
內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)上，這樣方便有關(guān)人員實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、統(tǒng)計(jì)、分析。本方案利用成熟的、低成本GPRS技術(shù)，在保持系統(tǒng)可靠性的同時(shí)，保證了系統(tǒng)的先
進(jìn)性。每個(gè)無(wú)線檢測(cè)模塊安裝靈活，無(wú)需其他線路的布線，所以也就更加安全、可靠。另外，將多個(gè)測(cè)量點(diǎn)的數(shù)據(jù)連接成網(wǎng)絡(luò)后，便于統(tǒng)一管
理，實(shí)現(xiàn)管理的網(wǎng)絡(luò)化、自動(dòng)化。
基于傳感器技術(shù)的鐵塔狀態(tài)自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo)：
本系統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo)分三步，首先設(shè)計(jì)無(wú)線終端采集設(shè)備，包括形變、傾斜、振動(dòng)傳感器選型、定型，采集電路及處理算法實(shí)現(xiàn)；然后根據(jù)鐵塔結(jié)
構(gòu)特點(diǎn)設(shè)計(jì)無(wú)線終端設(shè)備的安裝及系統(tǒng)工作電源設(shè)計(jì)；最后設(shè)計(jì)后端處理軟件，使得鐵塔傾斜、振動(dòng)檢測(cè)自動(dòng)化、無(wú)線化、網(wǎng)絡(luò)化和安全化。
基于傳感器技術(shù)的鐵塔狀態(tài)自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)組成：
本系統(tǒng)由傳感器模塊、無(wú)線檢測(cè)終端、系統(tǒng)電源、Web服務(wù)器及其管理軟件組成。其中前三個(gè)在本系統(tǒng)中安裝在現(xiàn)場(chǎng)，稱為前端設(shè)備。
無(wú)線檢測(cè)終端安裝在檢測(cè)點(diǎn)附近，負(fù)責(zé)采集來(lái)自傳感器模塊的傾斜度、振動(dòng)等數(shù)據(jù)，并將這些數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成無(wú)線信道數(shù)據(jù)發(fā)射出去；Web服務(wù)器
配備無(wú)線接收模塊一個(gè)和服務(wù)器一臺(tái)，它接收來(lái)自無(wú)線檢測(cè)終端的無(wú)線信道數(shù)據(jù)，并把它記錄在本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)中，使得通過(guò)認(rèn)證的用戶可以通過(guò)
IE 瀏覽器訪問(wèn)。無(wú)線檢測(cè)終端、傳感器模塊、系統(tǒng)電源的蓄電池安裝在一個(gè)金屬外殼的機(jī)箱里，在殼體外部固定太陽(yáng)能電池，并統(tǒng)一安裝在
鐵塔上。
基于傳感器技術(shù)的鐵塔狀態(tài)自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)構(gòu)成：
采用無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的無(wú)線檢測(cè)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)鐵塔傾斜度和振動(dòng)進(jìn)行實(shí)時(shí)在線檢測(cè)，經(jīng)過(guò)與電力系統(tǒng)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)連接，在中心監(jiān)控室內(nèi)就可以監(jiān)
視運(yùn)行狀態(tài)，真正做到了遠(yuǎn)距離遙測(cè)，當(dāng)被測(cè)點(diǎn)傾斜度或者振動(dòng)超過(guò)預(yù)先設(shè)定的閥值時(shí)，就發(fā)出報(bào)警信號(hào)及時(shí)提醒有關(guān)人員采取措施。
基于傳感器技術(shù)的鐵塔狀態(tài)自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)特點(diǎn)：
5.1實(shí)時(shí)性：實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)；
5.2準(zhǔn)確性：測(cè)量?jī)A斜度精度可達(dá)±0.1°；
5.3靈活性：用戶可根據(jù)自己的需求，靈活、方便的設(shè)置參數(shù)；
5.4安全性：不論是產(chǎn)品、還是工具及其維護(hù)，都具有系統(tǒng)安全性和可靠性；
5.5采集方式：定時(shí)采集。
檢測(cè)中心的軟件：
檢測(cè)中心軟件為運(yùn)行在Windows上的圖形化服務(wù)器軟件，客戶端直接通過(guò)IE瀏覽器直接訪問(wèn)服務(wù)器，查詢各種形式的傾斜度、振動(dòng)數(shù)
據(jù)。
6.1圖形顯示形式：可監(jiān)測(cè)到現(xiàn)場(chǎng)傾斜度、振動(dòng)連續(xù)變化的情況，以曲線圖的形式表現(xiàn)；也可以監(jiān)測(cè)到傾斜度、振動(dòng)離散變化的情況，以柱狀
圖的形式表現(xiàn)；
6.2實(shí)現(xiàn)傾斜度、振動(dòng)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和管理。能實(shí)現(xiàn)歷史數(shù)據(jù)查詢：根據(jù)用戶設(shè)定的時(shí)間段、無(wú)線檢測(cè)節(jié)點(diǎn)地址、傳感器編號(hào)進(jìn)行歷史數(shù)據(jù)的查
詢。根據(jù)查詢結(jié)果及樣式打印報(bào)表（報(bào)表可定制）；
6.3當(dāng)傾斜度、振動(dòng)超過(guò)規(guī)定值，發(fā)出報(bào)警信息，提示操作人員對(duì)相應(yīng)刀閘進(jìn)行故障排查；
6.4本控制系統(tǒng)應(yīng)用軟件采用外掛式或嵌入式（留有接口）設(shè)計(jì)，軟件安裝容易，操作簡(jiǎn)單，功能齊全，維護(hù)方便。在具有和機(jī)房數(shù)據(jù)通訊的
條件下，管理人員可遠(yuǎn)程對(duì)每個(gè)傾斜度、振動(dòng)傳感器進(jìn)行報(bào)警值的設(shè)置，定義不同級(jí)別的報(bào)警方式。如有異?？梢约皶r(shí)通過(guò)聲音等方式通知管
理人員。報(bào)警時(shí)軟件中報(bào)警項(xiàng)顯示為紅色。
傳感器技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)與應(yīng)用前景：
隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展以及相關(guān)條件的日趨成熟，傳感器技術(shù)逐漸受到了更多人士的高度重視當(dāng)今傳感器技術(shù)的研究與發(fā)展，特別是基于
光電通信和生物學(xué)原理的新型傳感器技術(shù)的發(fā)展，已成為推動(dòng)國(guó)家乃至世界信息化產(chǎn)業(yè)進(jìn)步的重要標(biāo)志與動(dòng)力。
由于傳感器具有頻率響應(yīng)、階躍響應(yīng)等動(dòng)態(tài)特性以及諸如漂移、重復(fù)性、精確度、靈敏度、分辨率、線性度等靜態(tài)特性，所以外界因素的改
變與動(dòng)蕩必然會(huì)造成傳感器自身特性的小穩(wěn)定，從而給其實(shí)際應(yīng)用造成較大影響這就要求我們針對(duì)傳感器的工作原理和結(jié)構(gòu)，在小同場(chǎng)合對(duì)傳
感器規(guī)定相應(yīng)的基本要求，以最大程度優(yōu)化其性能參數(shù)與指標(biāo)，如高靈敏度、抗干擾的穩(wěn)定性、線性、容易調(diào)節(jié)、高精度、無(wú)遲滯性、工作壽
命長(zhǎng)、可重復(fù)性、抗老化、高響應(yīng)速率、抗環(huán)境影響、互換性、低成本/寬測(cè)量范圍/小尺寸/重量輕和高強(qiáng)度等。
同時(shí)，根據(jù)對(duì)國(guó)內(nèi)外傳感器技術(shù)的研究現(xiàn)狀分析以及對(duì)傳感器各性能參數(shù)的理想化要求，現(xiàn)代傳感器技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)可以從四個(gè)力而分析與
概括:一是開發(fā)新材料、新工藝和開發(fā)新型傳感器;一是實(shí)現(xiàn)傳感器的多功能、高精度、集成化和智能化;三是實(shí)現(xiàn)傳感技術(shù)硬件系統(tǒng)與元器件的
微小型化;四是通過(guò)傳感器與其它學(xué)科的交叉整合，實(shí)現(xiàn)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)化。
