基于電線桿的環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)一種基于電線桿的環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，包括分別設(shè)于多個(gè)電線桿上的多個(gè)監(jiān)測(cè)電路，以及與所述多個(gè)監(jiān)測(cè)電路無(wú)線連接的第一服務(wù)器，所述第一服務(wù)器為多個(gè)；還包括與多個(gè)所述第一服務(wù)器通過(guò)網(wǎng)線連接的第二服務(wù)器；監(jiān)測(cè)電路包括：設(shè)于所述電線桿底部且用于采集土壤質(zhì)量信號(hào)的土壤傳感器，設(shè)于所述電線桿上部且用于采集空氣質(zhì)量信號(hào)的空氣質(zhì)量傳感器，設(shè)于所述電線桿上部且用于產(chǎn)生電能的發(fā)電模塊，設(shè)于所述電線桿上部且用于發(fā)送數(shù)據(jù)的無(wú)線模塊；以及，與所述土壤傳感器、空氣質(zhì)量傳感器、發(fā)電模塊、無(wú)線模塊連接的微控制器。由于電線桿通常設(shè)于工廠周?chē)?，采集的信息也?huì)更為準(zhǔn)確。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
基于電線桿的環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及輸變電設(shè)備領(lǐng)域，尤其涉及基于電線桿的環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。
【【背景技術(shù)】】
[0002]電力系統(tǒng)由發(fā)電廠、送變電線路、供配電所和用電等環(huán)節(jié)組成的電能生產(chǎn)與消費(fèi)系統(tǒng)。它的功能是將自然界的一次能源通過(guò)發(fā)電動(dòng)力裝置轉(zhuǎn)化成電能，再經(jīng)輸電、變電和配電將電能供應(yīng)到各用戶(hù)。為實(shí)現(xiàn)這一功能，電力系統(tǒng)在各個(gè)環(huán)節(jié)和不同層次還具有相應(yīng)的信息與控制系統(tǒng)，對(duì)電能的生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行測(cè)量、調(diào)節(jié)、控制、保護(hù)、通信和調(diào)度，以保證用戶(hù)獲得安全、優(yōu)質(zhì)的電能。
[0003]世界各國(guó)的電力系統(tǒng)，其相比于公路系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、氣象監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等而言，其布局范圍更廣、布局密度更大。由于政治、經(jīng)濟(jì)、技術(shù)等各方面原因，現(xiàn)階段的電力系統(tǒng)的智能升級(jí)皆?xún)H限于電力系統(tǒng)本身，比如智能電表、智能變電站，變電站監(jiān)控系統(tǒng)等。
【
【發(fā)明內(nèi)容】
】
[0004]為解決前述問(wèn)題，本發(fā)明突破性的提出一種可監(jiān)測(cè)環(huán)境內(nèi)污染狀況的基于電線桿的環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。
[0005]為達(dá)到前述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:一種基于電線桿的環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，包括分別設(shè)于多個(gè)電線桿上的多個(gè)監(jiān)測(cè)電路，以及與所述多個(gè)監(jiān)測(cè)電路無(wú)線連接的第一服務(wù)器，所述第一服務(wù)器為多個(gè);還包括與多個(gè)所述第一服務(wù)器通過(guò)網(wǎng)線連接的第二服務(wù)器；
[0006]監(jiān)測(cè)電路包括:設(shè)于所述電線桿底部且用于采集土壤質(zhì)量信號(hào)的土壤傳感器，設(shè)于所述電線桿上部且用于采集空氣質(zhì)量信號(hào)的空氣質(zhì)量傳感器，設(shè)于所述電線桿上部且用于產(chǎn)生電能的發(fā)電模塊，設(shè)于所述電線桿上部且用于發(fā)送數(shù)據(jù)的無(wú)線模塊；以及，與所述土壤傳感器、空氣質(zhì)量傳感器、發(fā)電模塊、無(wú)線模塊連接的微控制器，所述微控制器接收所述土壤質(zhì)量信號(hào)、空氣質(zhì)量信號(hào)并經(jīng)無(wú)線模塊向第一服務(wù)器發(fā)送。
[0007]本發(fā)明的第一優(yōu)選方案為:所述土壤傳感器包括土壤水分傳感器、土壤墑情傳感器、土壤溫度傳感器、土壤鹽分傳感器、土壤重金屬傳感器中至少一種。
[0008]本發(fā)明的第二優(yōu)選方案為:所述無(wú)線模塊包括4G芯片。
[0009]本發(fā)明的第三優(yōu)選方案為:所述發(fā)電模塊包括太陽(yáng)能電池板或風(fēng)能發(fā)電機(jī)。
[0010]本發(fā)明的第四優(yōu)選方案為:所述空氣質(zhì)量傳感器包括灰塵傳感器、硫化氫傳感器、二氧化硫傳感器、PM2.5傳感器中至少一種。
[0011]本發(fā)明的第五優(yōu)選方案為:所述土壤傳感器通過(guò)導(dǎo)線與所述微控制器連接。
[0012]本發(fā)明的第六優(yōu)選方案為:所述微控制器內(nèi)存儲(chǔ)有電線桿編號(hào)及至少一個(gè)采集時(shí)間，當(dāng)?shù)竭_(dá)所述采集時(shí)間時(shí)，微控制器啟動(dòng)，控制所述發(fā)電模塊向所述土壤傳感器、空氣質(zhì)量傳感器、無(wú)線模塊供電；
[0013]所述土壤傳感器、空氣質(zhì)量傳感器采集所述土壤質(zhì)量信號(hào)及空氣質(zhì)量信號(hào)并發(fā)送給控制器;所述控制器根據(jù)所述土壤質(zhì)量信號(hào)、所述空氣質(zhì)量信號(hào)及所述電線桿編號(hào)形成數(shù)據(jù)鏈并發(fā)送給無(wú)線模塊;所述無(wú)線模塊接收所述數(shù)據(jù)鏈并向外發(fā)送；
[0014]所述第一服務(wù)器接收多個(gè)所述數(shù)據(jù)鏈，按照電線桿編號(hào)形成排序表，而后把該排序表發(fā)送給第二服務(wù)器，所述第二服務(wù)器接收多個(gè)所述排序表并存儲(chǔ)。
[0015]本發(fā)明可達(dá)到如下技術(shù)效果:現(xiàn)有的環(huán)境監(jiān)測(cè)方法，需要相關(guān)人員攜帶設(shè)備于當(dāng)?shù)赝瓿蓽y(cè)量，該程序費(fèi)時(shí)費(fèi)力，且實(shí)時(shí)性弱。本申請(qǐng)突破現(xiàn)有環(huán)保監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路，于電線桿上固設(shè)空氣及土壤的環(huán)境監(jiān)測(cè)裝置，全方位的采集電線桿所在地的實(shí)時(shí)環(huán)境信息，并通過(guò)服務(wù)器進(jìn)行整合存儲(chǔ)，便于用于實(shí)時(shí)查看及后續(xù)處理。該采集方式輕松，可及時(shí)獲得結(jié)果，且電線桿通常設(shè)于工廠周?chē)杉男畔⒁矔?huì)更為準(zhǔn)確。
[0016]本發(fā)明的這些特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)在下面的【具體實(shí)施方式】、附圖中詳細(xì)的揭露。
【【附圖說(shuō)明】】
[0017]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說(shuō)明:
[0018]圖1為本發(fā)明實(shí)施例1的監(jiān)測(cè)電路模塊圖。
[0019]圖2為本發(fā)明實(shí)施例1的監(jiān)測(cè)電路與第一服務(wù)器I連接示意圖。
[0020]圖3為本發(fā)明實(shí)施例1的第一服務(wù)器與第二服務(wù)器連接示意圖。
【【具體實(shí)施方式】】
[0021]下面結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例的附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案進(jìn)行解釋和說(shuō)明，但下述實(shí)施例僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，并非全部。基于實(shí)施方式中的實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所獲得其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0022]實(shí)施例1。
[0023]參考圖1、圖2及圖3，一種基于電線桿的環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括分別設(shè)于多個(gè)電線桿上的N個(gè)監(jiān)測(cè)電路，以及與所述N個(gè)監(jiān)測(cè)電路無(wú)線連接的第一服務(wù)器，所述第一服務(wù)器為M個(gè);還包括與M個(gè)所述第一服務(wù)器通過(guò)網(wǎng)線連接的第二服務(wù)器。
[0024]監(jiān)測(cè)電路包括:設(shè)于所述電線桿底部且用于采集土壤質(zhì)量信號(hào)的土壤傳感器，設(shè)于所述電線桿上部且用于采集空氣質(zhì)量信號(hào)的空氣質(zhì)量傳感器，設(shè)于所述電線桿上部且用于產(chǎn)生電能的發(fā)電模塊，設(shè)于所述電線桿上部且用于發(fā)送數(shù)據(jù)的無(wú)線模塊；以及，與所述土壤傳感器、空氣質(zhì)量傳感器、發(fā)電模塊、無(wú)線模塊連接的微控制器，所述微控制器接收所述土壤質(zhì)量信號(hào)、空氣質(zhì)量信號(hào)并經(jīng)無(wú)線模塊向第一服務(wù)器發(fā)送。
[0025]其中的發(fā)電模塊設(shè)于電線桿的外表面上；而土壤傳感器設(shè)于電線桿內(nèi)，部分突出于電線桿外，在電線桿安裝好后，其突出于電線桿的部分插入土壤中。電線桿為中空的圓柱體，內(nèi)部設(shè)有用于多個(gè)間隔設(shè)置且用于卡扣導(dǎo)線的卡扣位，土壤傳感器通過(guò)導(dǎo)線與微控制器連接，微控制器靠近發(fā)電模塊設(shè)置。
[0026]土壤傳感器包括土壤水分傳感器、土壤墑情傳感器、土壤溫度傳感器、土壤鹽分傳感器、土壤重金屬傳感器中至少一種。根據(jù)具體環(huán)境的情況，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以按需選擇土壤傳感器的類(lèi)型。
[0027]無(wú)線模塊包括4G芯片，如此，傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性高且傳輸數(shù)據(jù)量大，采用該芯片為后期拓展電線桿的功能打下基礎(chǔ)。
[0028]發(fā)電模塊包括太陽(yáng)能電池板或風(fēng)能發(fā)電機(jī)，根據(jù)具體的環(huán)境選擇相應(yīng)的發(fā)電模塊，兩種發(fā)電模塊使用的皆是可再生的清潔能源。進(jìn)一步，發(fā)電模塊內(nèi)集成有與太陽(yáng)能電池板或風(fēng)能發(fā)電機(jī)連接的蓄電池，用于存儲(chǔ)電能。
[0029]空氣質(zhì)量傳感器包括灰塵傳感器、硫化氫傳感器、二氧化硫傳感器、PM2.5傳感器中至少一種。
[0030]所述微控制器內(nèi)存儲(chǔ)有電線桿編號(hào)及至少一個(gè)采集時(shí)間，當(dāng)?shù)竭_(dá)所述采集時(shí)間時(shí)，微控制器啟動(dòng)，控制所述發(fā)電模塊向所述土壤傳感器、空氣質(zhì)量傳感器、無(wú)線模塊供電；所述土壤傳感器、空氣質(zhì)量傳感器采集所述土壤質(zhì)量信號(hào)及空氣質(zhì)量信號(hào)并發(fā)送給控制器;所述控制器根據(jù)所述土壤質(zhì)量信號(hào)、所述空氣質(zhì)量信號(hào)及所述電線桿編號(hào)形成數(shù)據(jù)鏈并發(fā)送給無(wú)線模塊;所述無(wú)線模塊接收所述數(shù)據(jù)鏈并向外發(fā)送;所述第一服務(wù)器接收多個(gè)所述數(shù)據(jù)鏈，按照電線桿編號(hào)形成排序表，而后把該排序表發(fā)送給第二服務(wù)器，所述第二服務(wù)器接收多個(gè)所述排序表并存儲(chǔ)。
[0031]前述電線桿編號(hào)及采集時(shí)間，可以由外部服務(wù)器通過(guò)無(wú)線模塊寫(xiě)入微控制器中。
[0032]該基于電線桿的環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)具體工作流程如下:
[0033]一、監(jiān)測(cè)電路I至監(jiān)測(cè)電路N中，于微控制器內(nèi)預(yù)存儲(chǔ)電線桿編號(hào)、第一采集時(shí)間、第二采集時(shí)間、土壤質(zhì)量預(yù)警值、空氣質(zhì)量預(yù)警值，并進(jìn)入休眠狀態(tài)。
[0034]二、當(dāng)?shù)竭_(dá)第一時(shí)間或第二時(shí)間，微控制器啟動(dòng)，并控制發(fā)電模塊向土壤傳感器及空氣質(zhì)量傳感器供電。
[0035]三、土壤傳感器及空氣質(zhì)量傳感器采集土壤質(zhì)量信號(hào)及空氣質(zhì)量信號(hào)并發(fā)送給微控制器。
[0036]四、微控制器接收前述土壤質(zhì)量信號(hào)并與土壤質(zhì)量預(yù)警值進(jìn)行比較獲得第一比較值;所述微控制器接收前述空氣質(zhì)量信號(hào)并與空氣質(zhì)量預(yù)警值進(jìn)行比較獲得第二比價(jià)值；當(dāng)?shù)谝槐容^值或第二比較價(jià)值其中一個(gè)大于I時(shí)，進(jìn)入步驟五，當(dāng)?shù)谝槐容^值或第二比較值皆小于I時(shí)，進(jìn)入步驟六。
[0037]五、微控制器生成報(bào)警信號(hào)，并根據(jù)“第一時(shí)間或第二時(shí)間”、電線桿編號(hào)、土壤質(zhì)量信號(hào)、空氣質(zhì)量信號(hào)、報(bào)警信號(hào)生成第一數(shù)據(jù)鏈，而后控制無(wú)線模塊向外發(fā)送第一數(shù)據(jù)鏈。
[0038]六、微控制器根據(jù)“第一時(shí)間或第二時(shí)間”、電線桿編號(hào)、土壤質(zhì)量信號(hào)、空氣質(zhì)量信號(hào)生成第二數(shù)據(jù)鏈，而后控制無(wú)線模塊向外發(fā)送第二數(shù)據(jù)鏈。
[0039]七、第一服務(wù)器I的接收模塊N個(gè)監(jiān)測(cè)電路發(fā)出的多個(gè)第一數(shù)據(jù)鏈及多個(gè)第二數(shù)據(jù)鏈，按照電線桿編號(hào)進(jìn)行排序獲得排序表并存儲(chǔ);而后發(fā)送排序表給第二服務(wù)器。
[0040]八、在第一服務(wù)器I中，預(yù)先存儲(chǔ)多個(gè)變電站的編號(hào)及與各變電站對(duì)應(yīng)地電線桿的編號(hào)，第一服務(wù)器I提取排序表中報(bào)警信號(hào)對(duì)應(yīng)的第一電線桿編號(hào)，并根據(jù)第一電線桿編號(hào)分析出匹配的至少一個(gè)第一變電站，并控制前述至少一個(gè)第一變電站停止向外供電。
[0041 ]九、第二服務(wù)器內(nèi)存儲(chǔ)有M個(gè)第一服務(wù)器覆蓋區(qū)域內(nèi)的電線桿分布圖，接收第一服務(wù)器I至第一服務(wù)器M發(fā)出的多個(gè)排序表并存儲(chǔ)，根據(jù)多個(gè)排序表及電線桿分布圖形成M個(gè)第一服務(wù)器覆蓋區(qū)域內(nèi)的污染情況圖。
[0042]步驟九的具體實(shí)現(xiàn)步驟為:以空氣污染為例，第二服務(wù)器內(nèi)存有第一閾值、及大于第一閾值的第二閾值。以監(jiān)測(cè)電路I為例，第二服務(wù)器從多個(gè)排序表中提取出監(jiān)測(cè)電路I對(duì)應(yīng)地電線桿的電線桿編號(hào)、空氣質(zhì)量信號(hào);而后把空氣質(zhì)量信號(hào)與第一閾值進(jìn)行比對(duì);當(dāng)空氣質(zhì)量信號(hào)的值大于小于第一閾值，則根據(jù)電線桿編號(hào)于電線桿分布圖中找到該電線桿，并標(biāo)記為綠色；當(dāng)空氣質(zhì)量信號(hào)的值大于第一閾值且小于第二閾值，根據(jù)電線桿編號(hào)于電線桿分布圖中找到該電線桿，并標(biāo)記為黃色；當(dāng)空氣質(zhì)量信號(hào)的值大于第二閾值，則根據(jù)電線桿編號(hào)于電線桿分布圖中找到該電線桿，并標(biāo)記為紅色。
[0043]該工作流程的具體算法，于此不作贅述。原因在于:基于本工作流程的構(gòu)思中的每個(gè)小步驟，比如“標(biāo)記為紅色”，皆屬于常用技術(shù)。
[0044]基于前述方法，可以實(shí)現(xiàn)一種省級(jí)或國(guó)家級(jí)區(qū)域內(nèi)的實(shí)時(shí)污染情況圖。相比于現(xiàn)有的污染監(jiān)控方式而言，該方式實(shí)時(shí)性強(qiáng)、布局范圍廣、針對(duì)性強(qiáng)。
[0045]以上所述，僅為本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，熟悉該本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明白本發(fā)明包括但不限于附圖和上面【具體實(shí)施方式】中描述的內(nèi)容。任何不偏離本發(fā)明的功能和結(jié)構(gòu)原理的修改都將包括在權(quán)利要求書(shū)的范圍中。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于電線桿的環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，包括分別設(shè)于多個(gè)電線桿上的多個(gè)監(jiān)測(cè)電路，以及與所述多個(gè)監(jiān)測(cè)電路無(wú)線連接的第一服務(wù)器，所述第一服務(wù)器為多個(gè);還包括與多個(gè)所述第一服務(wù)器通過(guò)網(wǎng)線連接的第二服務(wù)器； 監(jiān)測(cè)電路包括:設(shè)于所述電線桿底部且用于采集土壤質(zhì)量信號(hào)的土壤傳感器，設(shè)于所述電線桿上部且用于采集空氣質(zhì)量信號(hào)的空氣質(zhì)量傳感器，設(shè)于所述電線桿上部且用于產(chǎn)生電能的發(fā)電模塊，設(shè)于所述電線桿上部且用于發(fā)送數(shù)據(jù)的無(wú)線模塊；以及，與所述土壤傳感器、空氣質(zhì)量傳感器、發(fā)電模塊、無(wú)線模塊連接的微控制器，所述微控制器接收所述土壤質(zhì)量信號(hào)、空氣質(zhì)量信號(hào)并經(jīng)無(wú)線模塊向第一服務(wù)器發(fā)送。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于電線桿的環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:所述土壤傳感器包括土壤水分傳感器、土壤墑情傳感器、土壤溫度傳感器、土壤鹽分傳感器、土壤重金屬傳感器中至少一種。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于電線桿的環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:所述無(wú)線模塊包括4G芯片。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于電線桿的環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:所述發(fā)電模塊包括太陽(yáng)能電池板或風(fēng)能發(fā)電機(jī)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于電線桿的環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:所述空氣質(zhì)量傳感器包括灰塵傳感器、硫化氫傳感器、二氧化硫傳感器、PM2.5傳感器中至少一種。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于電線桿的環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:所述土壤傳感器通過(guò)導(dǎo)線與所述微控制器連接。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于電線桿的環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:所述微控制器內(nèi)存儲(chǔ)有電線桿編號(hào)及至少一個(gè)采集時(shí)間，當(dāng)?shù)竭_(dá)所述采集時(shí)間時(shí)，微控制器啟動(dòng)，控制所述發(fā)電模塊向所述土壤傳感器、空氣質(zhì)量傳感器、無(wú)線模塊供電； 所述土壤傳感器、空氣質(zhì)量傳感器采集所述土壤質(zhì)量信號(hào)及空氣質(zhì)量信號(hào)并發(fā)送給控制器;所述控制器根據(jù)所述土壤質(zhì)量信號(hào)、所述空氣質(zhì)量信號(hào)及所述電線桿編號(hào)形成數(shù)據(jù)鏈并發(fā)送給無(wú)線模塊;所述無(wú)線模塊接收所述數(shù)據(jù)鏈并向外發(fā)送； 所述第一服務(wù)器接收多個(gè)所述數(shù)據(jù)鏈，按照電線桿編號(hào)形成排序表，而后把該排序表發(fā)送給第二服務(wù)器，所述第二服務(wù)器接收多個(gè)所述排序表并存儲(chǔ)。
【文檔編號(hào)】G01D21/02GK105910650SQ201610402018
【公開(kāi)日】2016年8月31日
【申請(qǐng)日】2016年6月7日
【發(fā)明人】何劍杰, 王曄辰, 唐璐, 宋俊杰, 呂默影
【申請(qǐng)人】國(guó)網(wǎng)浙江蘭溪市供電公司, 國(guó)家電網(wǎng)公司, 國(guó)網(wǎng)浙江省電力公司金華供電公司