[发明专利]输电线路舞动轨迹多维度监测系统及监测方法

权利要求书

1.输电线路舞动轨迹多维度监测系统，其特征在于：包括多个无线惯性测量单元、杆塔数据预处理单元及监测单元，所述多个无线惯性测量单元分别设置在导线的各个监测节点上，杆塔数据预处理单元设置在杆塔上，监测单元设置在监控站，所述多个无线惯性测量单元和杆塔数据预处理单元之间通过无线信号相连，杆塔数据预处理单元与监测单元之间通过以太网相连，所述惯性测量单元能够实时测量输电线路舞动的三轴角速度、三轴加速度和磁倾角；

所述无线惯性测量单元包括惯性测量单元、第一Zigbee无线模块和第一电源模块，所述惯性测量单元与第一Zigbee无线模块之间为双向通信，第一Zigbee无线模块采用F8913 Zigbee模块，第一电源模块采用太阳能电池板与蓄电池共同供电；所述无线惯性测量单元还包括电源控制电路和第一电源管理模块；

所述杆塔数据预处理单元包括风速仪、第二Zigbee无线模块、中央处理模块、以太网通信模块及第二电源，所述风速仪的输出端连接中央处理模块的输入端，中央处理模块的输出端分别连接第二Zigbee无线模块和以太网模块，第二Zigbee无线模块与中央处理模块之间为双向通信，第二Zigbee无线模块采用F8913 Zigbee模块，第二电源模块采用太阳能电池板与蓄电池共同供电。

2.如权利要求1所述的输电线路舞动轨迹多维度监测系统，其特征在于：所述杆塔数据预处理单元还包括第二电源管理模块。

3.一种利用权利要求2所述的监测系统实现输电线路舞动轨迹多维度监测的方法，其特征在于：包括以下步骤：

（1）第一Zigbee无线模块开始寻址，与第二Zigbee无线模块组成星形拓扑网络结构；

（2）当安装在杆塔上的风速仪检测到风速达到导线舞动临界风速时，杆塔数据预处理单元发出数据采集命令，通过第二Zigbee无线模块向无线惯性测量单元发送数据采集命令；

（3）惯性测量单元开始采集导线舞动状态信息；

（4）惯性测量单元将采集到的导线舞动状态信息通过第一Zigbee无线模块发送到杆塔数据预处理单元；

（5）杆塔数据预处理单元中的微型计算机对接收到的信息按节点进行分类、编号、存储，并将处理后的数据通过以太网通信模块发送到监测单元；

（6）监测单元对接收到的数据按节点进行存储和计算，得出导线舞动特征值，显示在上位机上；

（7）重复步骤（2）至步骤（5）；

（8）当计算得到的导线舞动特征值达到舞动结束临界值时，监测单元通过杆塔数据预处理单元向无线惯性测量单元发出停止采集命令，惯性测量单元停止采集工作；

（9）当风速再次达到舞动临界值时，重复步骤（2）至步骤（8）。

4.如权利要求3所述的输电线路舞动轨迹多维度监测方法，其特征在于：第一Zigbee无线模块与第二Zigbee无线模块组网成功后，第一Zigbee无线模块进入休眠状态，当安装在杆塔上的风速仪检测到风速达到导线舞动临界风速时，杆塔数据预处理单元发出数据采集命令，第二Zigbee无线模块向无线惯性测量单元发送采集数据命令，第一Zigbee无线模块触发，开始工作；监测单元发出“停止采集”命令后，惯性测量单元停止采集工作，同时电源控制电路控制电源给惯性测量单元供电；第一Zigbee无线模块进入休眠状态，同时电源控制电路断开惯性测量单元的电源。