[实用新型]一种基于NB-IoT网络的低功耗杆塔倾角监测装置

说明书

本实用新型提出了一种基于NB‑IoT网络的杆塔倾角监测装置，包括：角度采集芯片、MCU、NB‑IoT通讯模块、天线和远程服务器；角度采集芯片为三轴加速度传感器，将测量的加速度信息传输到MCU；MCU接收角度采集芯片传输的加速度信息，通过公式计算杆塔倾角，并传输到NB‑IoT通讯模块；NB‑IoT通讯模块将接收到的杆塔倾角数据解析成无线信号，使用天线通过无线网络发送到远程服务器。本实用新型提出的一种基于NB‑IoT网络的杆塔倾角监测装置，通过使用低功耗的NB‑IoT通讯技术，结合MCU控制器的深度睡眠节能技术，达到整体测量装置的降功耗效果，从而解决输电杆塔测量装置功耗大、电源使用寿命短的问题，同时，通讯模块与服务器直连，简化了通讯架构。

技术领域

本实用新型属于输电线路监测技术领域，尤其是一种基于NB-IoT网络的低功耗杆塔倾角监测装置。

背景技术

杆塔是架空输电线路中用来支撑导线和避雷线的构筑物。输电线路受地质、气象、外力等复杂环境的影响会造成杆塔的倾斜和倒塌，近年来由于线路杆塔倾斜倒塌引起的电力事故呈上升趋势。为了保障整个电网的安全运行，需要设计一个有效的杆塔倾角测量装置，监测杆塔的倾斜角度变化，预防杆塔的倾倒，避免电力事故的发生。

目前，杆塔倾角监测装置大多是基于GSM/GPRS/3G/4G通讯或者无线局域网通讯的，基于 GSM/GPRS/3G/4G通讯的监测装置由于通讯模块的耗电量很大，会降低电池电源的使用时长，而基于无线局域网通讯的监测装置会增加数据集中和中转装置，功耗会更大，并且通讯架构上层次更复杂，增加了系统出故障的可能性，降低了系统的稳定性。

现有技术中提供了“基于LoRa技术的杆塔倾斜状态监测系统”，公告日：2017.11.10，公布号：CN206627106U的中国专利，杆塔的状态数据传输采用LoRa无线通讯方式，包括终端节点、路由节点和集中控制器，终端节点包括设置与杆塔上的倾斜度传感器、第一单片机、第一LoRa模块和电源一，路由节点包括第二单片机、第二LoRa模块和电源二，集中控制器包括第三单片机、第三LoRa模块和电源三；所述的单片机和LoRa模块均通过I2C连接，第二LoRa模块与多个第一LoRa模块组成星型结构，多个第二LoRa模块与第三LoRa模块无线通信，实现自组网通信功能。这种基于无线局域网通讯的监测装置会增加数据集中和中转装置，功耗会更大，同时也会存在数据延迟的现象，并且终端节点数量增加后，系统通讯发生碰撞冲突的几率将大大增加，降低系统的可靠性。

为了解决上述问题，有必要针对常规的问题，开发出通讯架构层次简单，通讯可靠，低功耗的新型杆塔倾角监测装置。

实用新型内容

为了解决上述提到的问题，本实用新型提出了一种基于NB-IoT网络的低功耗杆塔倾角监测装置。

具体技术方案如下：

一种基于NB-IoT网络的低功耗杆塔倾角监测装置，包括：角度采集芯片、MCU、NB-IoT 通讯模块、天线和远程服务器；

所述角度采集芯片为三轴加速度传感器，用于测量X轴、Y轴和Z轴的加速度，并将测量的加速度信息传输到MCU；

所述MCU接收角度采集芯片传输的加速度信息，通过公式计算杆塔倾角，并将杆塔倾角数据传输到NB-IoT通讯模块；

所述NB-IoT通讯模块将接收到的杆塔倾角数据解析成无线信号，使用天线通过无线网络发送到远程服务器。

优选地，还包括供电系统。

优选地，所述MCU无信息输入输出时，处于睡眠状态。

优选地，所述NB-IoT通讯模块无信息输入输出时，处于睡眠状态。

优选地，所述公式还包括

优选地，所述供电系统包括干电池、光伏电池板、蓄电池和线路加线圈感应中的一种或多种。