基于NB-IOT的电力铁塔状态远程监控系统研究与设计

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电力铁塔作为输配电网络的重要组成部分之一,绝大多数处于野外环境中,容易受到各种自然原因及人为因素等影响,造成塔体倾斜,变形甚至倒塌,严重影响输电网络的运行安全与稳定。我国现阶段对输电铁塔的状态监测大多采用人工定期巡检的方式,不仅成本高昂,效率低下,而且精确度也得不到保障,难以对电力铁塔存在的安全隐患做到及时发现并提前预防。随着物联网技术的高速发展,国网公司愈发重视泛在电力物联网的建设,输电设备监测实现智能化与信息化已是大势所趋。因此,本文将NB-IOT技术与传感器检测技术相结合,设计出一种基于NB-IOT的电力铁塔状态远程监控系统,通过实现对输电铁塔倾斜状态和微气象环境的远程实时监测与预警,达到降低巡检人员工作强度、提高输电设备巡检效率的目的。本文首先详细对比当前主流远距离无线通信技术,结合电力铁塔状态远程监控系统实际应用场景,选取具有低功耗、广覆盖、大连接优势的NB-IOT技术作为本系统的无线传输方式,再通过分析系统的实际功能需求,完成系统整体方案设计。系统由监测终端实现铁塔姿态信息及周围微气象信息的采集与上传,物联网云平台实现数据的存储与转发,上位机管理系统对数据进行显示与处理。其次,完成了电力铁塔状态远程监控系统的硬件与软件设计。硬件设计上,监控终端选取STM32L151C8T6作为主控芯片,无线传输模块选择BC26,并在此基础上设计了主控模块外围电路、通信模块电路、传感器数据采集电路以及电源模块电路;软件部分完成了终端数据采集及上传程序设计、OneNET云平台接入与配置程序设计以及上位机管理系统开发。最后,对系统各功能模块和上位机软件的功能和性能分别进行了测试。测试结果表明,本系统能够通过终端实现对输电铁塔的姿态和微气象环境实时监测和云平台数据传输,通过上位机软件实现数据可视化显示和历史数据查询并完成预设情况的报警提示,满足了设计需求。本方案为输电设备远程监控提供了一种新的手段,具有一定的应用价值。图[61]表[13]参[62]
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