一种铁塔的监控系统

摘要

本发明公开了一种铁塔的监控系统，包括：用于监控天馈天线状态的倾角监控盒；用于监控气象的气象监控盒；用于监控铁塔振动位移状况的振动位移监控盒；用于监控铁塔沉降状态的沉降监控盒；用于监控铁塔状态的视频监控装置；用于采集上述监控盒和监控装置信息的数据采集机；以及，用于对数据采集机采集到的数据进行处理的管理中心。本发明通过在线传感器实时测量天线和铁塔的姿态，节省了人力物力，提高了系统测量效率和精度，并具有数据分析功能。

权利要求

1.一种铁塔的监控系统，其特征在于，包括：

用于监控天馈天线状态的倾角监控盒；

用于监控气象的气象监控盒；

用于监控铁塔振动位移状况的振动位移监控盒；

用于监控铁塔沉降状态的沉降监控盒；

用于监控铁塔状态的视频监控装置；

用于采集上述监控盒和监控装置信息的数据采集机；

以及，用于对数据采集机采集到的数据进行处理的管理中心；

其中，所述倾角监控盒安装通过螺丝安装在支架上，所述支架通过粘结方式安装在天线的下1/3处；

其中，所述振动位移监控盒安装在铁塔顶部中心，用于测量铁塔在三个相互垂直轴向上的位移；

其中，所述倾角监控盒、气象监控盒和振动位移监控盒由铁塔上的蓄电池供电，所述蓄电池通过太阳能电池板获得电力。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述倾角监控盒内包括电子罗盘和三轴加速度传感器。

3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述气象监控盒包括风力传感器、风向传感器以及温湿一体传感器。

4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述振动位移监控盒中包括位移传感器，所述位移传感器相对于地球重心方向产生倾斜时，位移传感器的摆相对于盒体形成一个角度，依据该角度获得铁塔位移。

5.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述沉降监控盒包括精密液位计、储液罐和联通管，精密液位计和储液罐之间通过联通管连接；所述精密液位计一个作为基准源，其余作为测量端设置在监测点。

6.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述视频监控装置包括视频采集摄像系统、传输系统和安装于监控中心的显控设备。

7.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述数据采集机与监控盒和监控装置之间采用无线或有线连接；所述数据采集机与监控盒或监控装置之间采用有线连接时，数据采集机可以通过电缆给监控盒和监控装置供电。

说明书

一种铁塔的监控系统

技术领域

[0001] 本发明涉及移动通信控制装置领域，特别涉及无线通信基站铁塔和天线的姿态检测的监控系统。

背景技术

[0002] 随着铁路事业的不断发展，各地无线基站不断增多，需检查和维护的铁塔数量也随着增多。而目前检查发射铁塔、天馈的主要办法是由专业人员上铁塔检查。但是由于铁塔数量较多，具备高空作业资格的专业人员相对较少，很多时候不能及时发现铁塔及天馈线系统存在的隐患。在以往的铁塔倒倾事故中可以发现，气象、地质、人为是三大主因，因此，有必要对铁塔的动态环境实时监测，并以视频监控的辅助形式对铁塔的实际情况进行检查。发射铁塔及天馈系统作为发射的一个关键的环节，一旦出现问题，将会造成严重的安全事故，因此铁塔综合监控系统的发明具有重要的实际意义。

发明内容

[0003] （一）要解决的技术问题

[0004] 本发明的目的是提供一种铁塔综合监控系统，该系统能实时监测铁路的GSM铁塔及铁塔附属设备，该系统由监控系统、数据采集机、网管中心软件三部分构成；监测系统包括倾角监控盒、气象监控盒、振动监控盒、沉降监控盒、视频监控五部分。

[0005] （二）技术方案

[0006] 一种铁塔的监控系统，包括：

[0007] 用于监控天馈天线状态的倾角监控盒；

[0008] 用于监控气象的气象监控盒；

[0009] 用于监控铁塔振动位移状况的振动位移监控盒；

[0010] 用于监控铁塔沉降状态的沉降监控盒；

[0011] 用于监控铁塔状态的视频监控装置；

[0012] 用于采集上述监控盒和监控装置信息的数据采集机；

[0013] 以及，用于对数据采集机采集到的数据进行处理的管理中心。

[0014] 其中，所述倾角监控盒内包括电子罗盘和三轴加速度传感器。

[0015] 其中，所述倾角监控盒安装通过螺丝安装在支架上，所述支架通过粘结方式安装在天线的下1/3处。

[0016] 其中，所述气象监控盒包括风力传感器、风向传感器以及温湿一体传感器。

[0017] 其中，所述振动位移监控盒安装在铁塔顶部中心，用于测量铁塔在三个相互垂直轴向上的位移。

[0018] 其中，所述振动位移监控盒中包括位移传感器，所述位移传感器相对于地球重心方向产生倾斜时，位移传感器的摆相对于盒体形成一个角度，依据该角度获得铁塔位移。

[0019] 其中，所述倾角监控盒、气象监控盒和振动位移监控盒由铁塔上的蓄电池供电，所述蓄电池通过太阳能电池板获得电力。

[0020] 其中，所述沉降监控盒包括精密液位计、储液罐和联通管，精密液位计和储液罐之间通过联通管连接；所述精密液位计一个作为基准源，其余作为测量端设置在监测点。

[0021] 其中，所述视频监控装置包括视频采集摄像系统、传输系统和安装于监控中心的显控设备。

[0022] 其中，所述数据采集机与监控盒和监控装置之间采用无线或有线连接；所述数据采集机与监控盒或监控装置之间采用有线连接时，数据采集机可以通过电缆给监控盒和监控装置供电。

[0023] （三）有益效果

[0024] 本发明通过在线传感器实时测量天线和铁塔的姿态，节省了人力物力，提高了系统测量效率和精度，并具有数据分析功能。

附图说明

[0025] 图1是系统实施示意图；

[0026] 图2是倾角监控盒在天馈天线的安装示意图；

[0027] 图3是气象监控盒安装图；

[0028] 图4是沉降监控盒的安装图；

[0029] 图5是振动监控盒和视频监控安装图。

具体实施方式

[0030] 下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

[0031] 本发明的铁塔监控系统包括监控系统、数据采集机、网管中心软件三部分构成；其中监测系统包括倾角监控盒、气象监控盒、振动监控盒、沉降监控盒、视频监控五部分。工作时，如图1所示监控盒1实时采集天线14的方向角、下倾角、横滚角以及风力、风向、温度、湿度，经过处理后发送给数据采集机，数据采集机汇总后发送给网管中心软件，网管中心接到数据后，根据铁塔的环境采用误差校正算法和曲线拟合算法对数据进行分析，并与用户设置的阈值相比较，超过设定范围则报警提示用户处理。

[0032] 在基站的控制室内安装有数据采集机，数据采集机通常安装在传输柜中，传输柜的供电电压一般为220V。数据采集机通过自身以太网接口与传输柜的指定端口连接，并将数据发送到管理中心。数据采集机与监控系统可以采用有线或者无线的方式连接；采用有线方式时，数据采集机与铁塔上的监控终端采用四芯传输电缆，监控终端数据采集机通过工业总线RS485通信，并且，数据采集机可以通过传输电缆给监控终端供电，最多可以支持八个监控终端；采用无线方式时，数据采集机利用433M无线模块与监控终端监控数据（如图1所示）。具体采用无线或有线的方式，需要根据铁塔周边的状况以及该区域的气候状况来决定。

[0033] 倾角监控盒安装在铁塔的中心位置以及天线上，如图2所示为倾角监控盒的安装示意图。在铁塔的护栏8上固定有抱杆4，抱杆4用于支撑天线14，天线14与抱杆4成一个倾斜的角度，在天线14的背部通过粘结的方式将支架2固定，支架2安装在天线14背部的下1/3处，然后倾角监控盒1通过四颗螺丝固定在支架2上。倾角监控盒通过内置的电子罗盘和三轴加速传感器测量目标位置的方向角和下倾角，并将处理后的数据发送给数据采集机。

[0034] 气象监控盒安装在铁塔天台的护栏上，如图3所示，风力传感器10的供电电压为12V，输出时用脉冲信号代表风力等级；风向传感器13的供电电压为9V，输出一个直流0-2.5V的模拟量来代表风向；温湿一体传感器12的供电电压为5V，测量温度范围是-45℃-85℃，适度范围是0-90%，输出为数字信号。

[0035] 振动位移监控盒22位于铁塔的中心位置，用来测量铁塔在三个相互垂直的轴向上的位移。当位移传感器相对于地球重心方向产生倾斜时，由于重力的作用，摆力图保持垂直方向，从而使摆相对于壳体形成一个角度的倾，测出这个角度，并将其换为电量的输出，即可知因倾斜这个力所引入的加速度的大小，通过对此加速度的二次时间积分即可得出位移。

[0036] 倾角监控盒、气象监控盒和振动位移监控盒与铁塔上的蓄电池11串联，监控盒的连段插有连接线，并用防水胶泥和电工胶带缠紧，末端的监控盒，空余的一段也用防水胶泥和电工胶带缠紧。蓄电池11通过太阳能电池板9获得电力，蓄电池11和太阳能电池板9都安装在铁塔天台的护栏上。当有日光照射时，太阳能电池板可以输出7.5-14V的电压，没有日光照射时，输出的电压为0。当太阳能电池板9的输出电压高于12V时，充放电控制器给蓄电池11充电，并监视蓄电池11的电压，如果高于14V，则表明蓄电池11的电量已满，不再充电。蓄电池11为塔上的各部分设备提供电能。

[0037] 如图4是沉降监控盒的安装示意图，沉降监控盒是一种电感调频类智能型位移传感器，由精密液位计(17)、储液罐(15)和连通管(16)组成，通过连通管液位计的液面连通，测量各液位计相对基点的垂直向变形情况。，安装时将一个静力水准仪设置在不动点（水平基点），其它静力水准仪设置在被测点，并用连通管连接。通过液位的变化测量被测点相对水平基点的沉降变形，转化为电量并将数据远传到数据采集机。

[0038] 如图5是视频监控和振动监控盒的安装示意图。视频监控系统安装于铁塔附近的传输机房内，由视频采集摄像系统、传输系统和安装于控制中心的显控设备三部分组成，传输系统采用光缆或其它方式。前端采集摄像系统由高性能可见光摄像传感器(18)、近红外激光照明器(19)、云台护罩一体化系统(20)等组成。视频采集卡和数据远传机在一个机盒(21)内，安装在机房内的传输柜里。视频采集卡用来将视频信号解码，转成标准的数字流，由数据远传模块发送到远程的控制中心。视频监控系统还具有智能分析功能，当有异常侵入时可与网管联动自动报警。

[0039] 网管软件安装在控制中心，视频模块可以作为网管的一部分，也可以作为独立的软件运行。数字流也可以通过路由器接入大屏幕显示设备，在电视墙上显示。存储服务器可由网管中心服务器代替，也可以是独立的服务器。

[0040] 以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。