基于物联网技术的无线铁塔状态监测系统研究-集成电路工程专业论文.docx

万方数据 万方数据 Dissertation Submitted to Hangzhou Dianzi University for the Degree of Master The study of the system monitoring the state of wireless tower based on the Internet of things technology Candidate: Qiu Weimin Supervisor: Professor Dong Linxi March， 2015 杭州电子科技大学 学位论文原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重声明： 所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研 究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人 或集体已经发表或撰写过的作品或成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集 体，均已在文中以明确方式标明。 申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。 论文作者签名： 日期： 年 月 日 学位论文使用授权说明 本人完全了解杭州电子科技大学关于保留和使用学位论文的规定，即：研 究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属杭州电子科技大学。本人保证 毕业离校后，发表论文或使用论文工作成果时署名单位仍然为杭州电子科技大 学。学校有权保留送交论文的复印件，允许查阅和借阅论文；学校可以公布论文 的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。（保密 论文在解密后遵守此规定） 论文作者签名： 日期： 年 月 日 指导教师签名： 日期： 年 月 日 杭州电 杭州电子科技大学硕士学位论文 摘 要 随着经济的快速发展，电能已经成为了一种十分重要的能源。高压输电线路 是进行电能传输的重要组成部分，其中铁塔是线路中架空支撑体，在高压输电线 路中起着十分重要的作用。气象灾害、地质坍塌、采矿区土层松动等都严重威胁 着输电电网的正常稳定运行，甚至存在不能及时确定发生故障具体位置的情况。 对输电铁塔进行在线监测，可以有效、快速的发现铁塔运行中出现状况，甚至能 够提前进行维护、检修。 本文通过调研国内外输电铁塔状态在线监测研究现状，设计出一种基于物联 网技术的无线铁塔状态监测系统。系统主要分为传感采集终端、无线通信传输、 监控中心三部分。系统实现了对铁塔环境温湿度、倾角状态量的监测（可根据需 要嵌入其他状态量的监测，如电压、电流、风速等），通过 ZigBee 与 GSM 无线通 信网络，将状态数据发送到监控中心。监控中心实时显示接收到的数据并实现数 据库存储，为以后分析铁塔运行状态变化提供参考数据。 倾角采集终端采用 CC2530 处理器控制 MMA8451 三轴加速度传感器，调用改 进后的倾角算法监测铁塔倾角；无线通信部分结合 ZigBee 和 GSM 无线通信技术， 实现铁塔状态量的汇总与远距离发送至监控中心；上位机程序采用 Qt Creator 开发，移植 Sqlite3 数据库，并对接收到的数据实现存储、历史查询；实验阶段 监控中心基于 ARM 处理器，通过 Linux 系统移植实现移动式监控终端以及对上位 机的触摸控制。 实验室条件下，对无线监测系统进行了性能测试。设计了不同的实验方式， 对系统的丢包率、精确度、稳定性进行的测试，并分析了产生误差的原因。根据 测试实验结果，在发送周期大于 2 秒的情况下，系统基本不出现丢包现象；精确 度测试在倾斜角大于 3°上，误差在 3.1%以内，温湿度监测也充分利用了传感器 的精确度；系统的稳定度测试表明系统的倾角监测稳定度比较高。本系统还需要 进一步完成在野外环境下测试。 关键词：输电铁塔，无线监测，倾斜角，远程传输，实时显示 I ABSTRACT With the rapid development of economy, electricity has become a very important source of energy. High voltage transmission lines are an important part of power transmission, and the iron tower which supports the lines plays a very important role. Meteorological disasters, geological collapse and loose soil in mining region thread stable operation of power grid seriously, and some malfunctions are even not sure the sp