[实用新型]一种用于杆塔安防在线监测的GPRS数据采集终端机

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用于杆塔安防在线监测的GPRS数据采集终端机，该系统由带有各种传感器的输电杆塔无线数据采集终端机、安装在终端机内部并外置天线的GPRS模块构成。它们和电力管理中心服务器PC机组网，成为广域的输电线路无线安全监测网络。属于无线数据采集与监控技术领域。 

背景技术

高压输电线路的安全防护是确保电力传输安全的重要环节，而防护设施工作状态的远程数据采集是实现监测的一个重要部分。目前，大部分地区对输电杆塔的防护状态检测，例如避雷器的泄放电流、接地电阻的变化趋势、绝缘子污闪损坏、杆塔倾摆等还是非实时、非在线的监测方式。这种方式是通过人工现场观察或临时仪表测试方式进行记录，然后将数据带回总控室进行分析，存在着太多的人为因素和繁重的工作量。 

发明内容

为了克服目前杆塔安全防护状态的数据采集与记录方式的上述问题，本实用新型提供一种基于GPRS传输技术的无线数据采集终端机，可以有效地解决了野外恶劣环境下监测数据的采集问题。巡查人员只要操作电力管理中心服务器的杆塔数据采集软件，即可从安装在杆塔上的输电杆塔数据采集设备上远程读出安防状态信息，进行数据查看、处理，并可以将数据储存到中心管理机的数据库中，及时、准确地掌握监控环境的雷电泄放、绝缘子污闪和杆塔倾斜摆动等杆塔的情况。不仅避免了人工采集数据可能造成的错误和误差，而且大大减小工作强度以及在恶劣环境下采集数据的危险。 

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案： 

设计一种用于杆塔安防在线监测的GPRS数据采集终端机，包含嵌入式处理器终端、各种传感器、GPRS模块及电源模块，并且这种用于杆塔安防在线监测的GPRS数据采集终端机与电力管理中心服务器PC机组网，其特征在于：所述的GPRS数据采集终端机，采用以STM32处理器为核心数据采集终端进行数据的采集存储及信号的处理，其中，处理器是ST公司基于ARM Cortex-M3内核的STM32F107系列32位嵌入式处理器芯片；所述的GPRS数据采集终端机，包含装在杆塔上通过光缆与之相连的，检测避雷器泄放电流的雷电传感器、绝缘子污闪传感器和内置的倾摆传感器，分别负责检测杆塔上的雷电泄放、绝缘子污闪和杆塔倾斜摆动信号检测；所述的GPRS数据采集终端机，采用F2013 GPRS DTU模块实现数据的远程通信，其通过RS232接口与STM32数据采集终端连接；所述的GPRS数据采集终端机，采用带有太阳能充电的蓄电池组为各个模块供电。 

附图说明

图1  本实用新型一种实施方式的系统架构图

图2  本实用新型一种实施方式的网络传输流程图

具体实施方式

下面结合附图详细说明本实用新型的一种实施方式。 

本实施方式中一种用于杆塔安防在线监测的GPRS数据采集终端机的系统架构图由图1所示，主要包含以嵌入式处理器STM32F107为核心的数据采集终端、各种传感器、GPRS模块及电源模块，并且与电力管理中心服务器PC机组网。 

嵌入式处理器STM32F107是意法半导体新近推出的STM32的互联型系列微处理器，主频为72MHz，带有片内FLASH、5个UART接口等丰富的外设。 

本实施方式中采用了雷电传感器，污闪传感器和内置的倾摆传感器分别负责检测杆塔上的雷电泄放、绝缘子污闪和杆塔倾斜摆动信号，实现杆塔安全防护信息的采集。 

F2103 GPRS DTU是一款低功耗、高性能的工业级GPRS通信模块，其内嵌标准的 TCP/IP 协议栈，支持透明数据传输，数据终端永远在线，并且同时支持 RS232/RS485接口。本实施方式中通过RS232接口，连接STM32数据采集终端和GPRS通信模块，实现了杆塔数据的采集及无线传输。 

本实施方式中电源模块采用太阳能充电的蓄电池组，其可以为各个模块进行供电，并且通过STM32数据采集终端监控电池电量，实现低电量时充电，以保证系统供电的稳定。 

电力管理中心服务器PC机包含杆塔数据采集软件和PostgreSQL数据库。杆塔数据采集软件是采用VC++编程实现的，其通过以太网口接收STM32数据采集终端机传输的杆塔数据。 

具体的网络传输过程由图2所示：STM32数据采集终端机作为数据采集客户端，电力管理中心PC机作为服务器端。客户端在指定端口监听是否有服务器的连接命令，当服务器端向客户端发出连接请求，成功连接后，进入主循环发送控制字给嵌入式系统解析、执行数据采集，然后将数据再传输到服务器端，最后关闭连接，完成一次数据采集过程。