一种基于物联网的输电线路声电磁环境监测系统的制作方法

本发明属于输电线路声电磁环境监测，具体涉及一种基于物联网的输电线路声电磁环境监测系统。

背景技术：

1、近年来，随着相关技术的不断发展，民用无人机的数量日益增多，但大多数民用无人机的抗干扰能力弱，在强声电磁环境下易受到干扰与腐蚀，于是在高压、特高压电站附近划分了相应的禁飞区，但禁飞区的声电磁强度与空气中的污染物，湿度等环境因素密切相关，需要采用一种方式实时修正禁飞区的范围，防止对其他无人机造成不必要的损害；带电作业人员的安全性一直是个重要的研究方向，进入等电位路径中的过大的噪音分别、电场强度，磁场强度都会给作业人员的安全性造成威胁，而进入等电位路径的选取大多基于规程与经验，缺乏一个有效评估路径安全性的方式；因此，提供一种获取声电磁强度、实时交互调整巡视路径、修正禁飞区范围、引入评估参数指导带电作业的一种基于物联网的输电线路声电磁环境监测系统是非常有必要的。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了克服现有技术的不足，而提供一种获取声电磁强度、实时交互调整巡视路径、修正禁飞区范围、引入评估参数指导带电作业的一种基于物联网的输电线路声电磁环境监测系统。

2、本发明的目的是这样实现的：一种基于物联网的输电线路声电磁环境监测系统，包括数据获取模块、总控中心、无线物联系统和云端信息控制中心，所述数据获取模块包括无人机模块，所述无人机模块包括指令接收与存储模块、测量模块、传输模块与定位模块；所述测量模块包括电场强度测量单元、磁场强度测量单元，噪音分贝测量单元；所述总控中心包括数据处理模块与数据分析模块；所述数据获取模块通过所述无线物联系统进行无线信号传输；所述云端信息控制中心负责对历史数据的存储与管理。

3、所述总控中心对无人机进行路径规划后，无人机接收并存储指令，通过所述测量模块去监测指定区域的声电磁强度、通过所述定位模块来实时获取无人机的位置与飞行路线，通过所述传输模块向所述总控中心传递数据。

4、所述测量模块由多参量传感器实现数据的测量，具体测量的数据包括电场强度、磁场强度、噪音分贝；所述定位模块为定位芯片，能够实时记录无人机所在的位置，并与时间相配合，能使飞行路径变得可视化。

5、所述数据处理模块包括数据过滤单元与数据分类单元，所述数据过滤单元以测量地点的位置参数与无人机到此处的时间为参照，过滤掉无关数据，来提取所需的数据片段；所述数据分类单元能够将三种数据进行分类，其原理是根据不同参量的波长漂移与灵敏度的不同，解调3×3灵敏度矩阵达到三个参量同时测量。

6、所述数据分析模块包括比对模块、可视化模块与评估报告输出模块，所述比对模块将所接收到的数据与所述云端信息控制中心的历史数据与标准阈值进行比对，判断此处声电磁强度是否满足要求，然后通过数据传递模块，给无人机下达相应的指令。

7、所述数据处理模块将数据进行过滤与分类；所述数据分析模块将数据进行可视化处理，并将数据与所述云端信息控制中心的历史数据以及所设定的标准阈值进行比对，来确定是否符合要求，若数值超过阈值，所述数据传递模块将对应指令传递给无人机，无人机扩大巡视范围，然后不断比对，直到所到边界处的声电磁强度满足要求，以此来修正此时禁飞区的范围；当系统对带电作业路径的声电磁环境进行评估时，所述数据分析模块中的可视化单元可根据规划路径的特性，分别对数据进行三维云图可视化与二维图表化处理，所述评估报告输出模块，能生成安全性报告，对此次作业进行安全性的评估与指导。

8、根据无人机规划路径的特性，所述可视化模块可分别进行数据的三维云图化以及数据的二维图表化，所述三维云图以进入等电位路径的出发点为坐标原点，以离横担的距离为横坐标，离塔身的距离为纵坐标，以所测量数据的强度大小为z坐标；所述二维云图，以时间为横坐标，所测量数据的强度大小为z坐标，并且每个时间点与对应的位置坐标相关联。

9、所述无线物联系统包括lora无线数据网关和lora智能网关，均位于所述总控中心，通过局域网连接其他模块，针对不同协议取出需要的数据。

10、所述评估报告输出模块用于输出数据分析模块中的可视化数据，生成安全评估报告，指导带电作业，并通过所述无线物联系统将数据上传到所述云端信息控制中心。

11、所述云端信息控制中心用于存储历史数据与标准阈值，并且提供在线查询功能，当声电磁强度阈值更新时，将更新数据输出给总控中心。

12、本发明的有益效果：本发明为一种基于物联网的输电线路声电磁环境监测系统，在使用中，本发明通过抗强声电磁环境的无人机来获取指定位置的声电磁强度，并通过物联网系统与总控中心实现实时交互，及时调整无人机巡视路径，以修正禁飞区的范围；针对带电作业路径的评估，本发明引入了一个评估参数，用以指导带电作业；本发明采用无人机携带多参量传感器器去测量声电磁强度，通过物联网系统与总控中心传递信息，实时修正禁飞区的范围，避免了其他私人无人机误入强声电磁区域所受到损害；本发明将数据进行了可视化处理，使得数据更加的直观，便于后续的分析；本发明引入了危险率这一参数，用于评估带电作业路径的安全性，能够对带电作业起到指导作用；本发明的输电线路声电磁环境监测系统给禁飞区的修正与带电作业路径的评估提供了解决方案；本发明具有获取声电磁强度、实时交互调整巡视路径、修正禁飞区范围、引入评估参数指导带电作业的优点。

技术特征：

1.一种基于物联网的输电线路声电磁环境监测系统，包括数据获取模块、总控中心、无线物联系统和云端信息控制中心，其特征在于：所述数据获取模块包括无人机模块，所述无人机模块包括指令接收与存储模块、测量模块、传输模块与定位模块；所述测量模块包括电场强度测量单元、磁场强度测量单元，噪音分贝测量单元；所述总控中心包括数据处理模块与数据分析模块；所述数据获取模块通过所述无线物联系统进行无线信号传输；所述云端信息控制中心负责对历史数据的存储与管理。

2.如权利要求1所述的一种基于物联网的输电线路声电磁环境监测系统，其特征在于：所述总控中心对无人机进行路径规划后，无人机接收并存储指令，通过所述测量模块去监测指定区域的声电磁强度、通过所述定位模块来实时获取无人机的位置与飞行路线，通过所述传输模块向所述总控中心传递数据。

3.如权利要求2所述的一种基于物联网的输电线路声电磁环境监测系统，其特征在于：所述测量模块由多参量传感器实现数据的测量，具体测量的数据包括电场强度、磁场强度、噪音分贝；所述定位模块为定位芯片，能够实时记录无人机所在的位置，并与时间相配合，能使飞行路径变得可视化。

4.如权利要求1所述的一种基于物联网的输电线路声电磁环境监测系统，其特征在于：所述数据处理模块包括数据过滤单元与数据分类单元，所述数据过滤单元以测量地点的位置参数与无人机到此处的时间为参照，过滤掉无关数据，来提取所需的数据片段；所述数据分类单元能够将三种数据进行分类，其原理是根据不同参量的波长漂移与灵敏度的不同，解调3×3灵敏度矩阵达到三个参量同时测量。

5.如权利要求4所述的一种基于物联网的输电线路声电磁环境监测系统，其特征在于：所述数据分析模块包括比对模块、可视化模块与评估报告输出模块，所述比对模块将所接收到的数据与所述云端信息控制中心的历史数据与标准阈值进行比对，判断此处声电磁强度是否满足要求，然后通过数据传递模块，给无人机下达相应的指令。

6.如权利要求4或5所述的一种基于物联网的输电线路声电磁环境监测系统，其特征在于：所述数据处理模块将数据进行过滤与分类；所述数据分析模块将数据进行可视化处理，并将数据与所述云端信息控制中心的历史数据以及所设定的标准阈值进行比对，来确定是否符合要求，若数值超过阈值，所述数据传递模块将对应指令传递给无人机，无人机扩大巡视范围，然后不断比对，直到所到边界处的声电磁强度满足要求，以此来修正此时禁飞区的范围；当系统对带电作业路径的声电磁环境进行评估时，所述数据分析模块中的可视化单元可根据规划路径的特性，分别对数据进行三维云图可视化与二维图表化处理，所述评估报告输出模块，能生成安全性报告，对此次作业进行安全性的评估与指导。

7.如权利要求5所述的一种基于物联网的输电线路声电磁环境监测系统，其特征在于：根据无人机规划路径的特性，所述可视化模块可分别进行数据的三维云图化以及数据的二维图表化，所述三维云图以进入等电位路径的出发点为坐标原点，以离横担的距离为横坐标，离塔身的距离为纵坐标，以所测量数据的强度大小为z坐标；所述二维云图，以时间为横坐标，所测量数据的强度大小为z坐标，并且每个时间点与对应的位置坐标相关联。

8.如权利要求1所述的一种基于物联网的输电线路声电磁环境监测系统，其特征在于：所述无线物联系统包括lora无线数据网关和lora智能网关，均位于所述总控中心，通过局域网连接其他模块，针对不同协议取出需要的数据。

9.如权利要求6所述的一种基于物联网的输电线路声电磁环境监测系统，其特征在于：所述评估报告输出模块用于输出数据分析模块中的可视化数据，生成安全评估报告，指导带电作业，并通过所述无线物联系统将数据上传到所述云端信息控制中心。

10.如权利要求9所述的一种基于物联网的输电线路声电磁环境监测系统，其特征在于：所述云端信息控制中心用于存储历史数据与标准阈值，并且提供在线查询功能，当声电磁强度阈值更新时，将更新数据输出给总控中心。

技术总结本发明涉及一种基于物联网的输电线路声电磁环境监测系统，包括数据获取模块、总控中心、无线物联系统和云端信息控制中心，数据获取模块主要由无人机来实现，无人机模块包括指令接收与存储模块、测量模块、传输模块与定位模块，测量模块包括电场强度测量单元，磁场强度测量单元，噪音分贝测量单元；总控中心包括数据处理模块、数据分析模块，数据传递模块，数据处理模块包括数据过滤单元与数据分类单元；数据分析模块包括比对模块、可视化模块与评估报告输出模块，比对模块包括异常判断单元与信息反馈单元；本发明具有获取声电磁强度、实时交互调整巡视路径、修正禁飞区范围、引入评估参数指导带电作业的优点。技术研发人员：咸辉,张洪超,黄清江,王文,袁雯雯,梁蒙,程夏威,梁顺宁,杨硕,刘怀博,刘海龙受保护的技术使用者：国网河南省电力公司鹤壁供电公司技术研发日：技术公布日：2024/8/1