(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210564230.5 (22)申请日 2022.05.23 (71)申请人 国网江西省电力有限公司建 设分公 司 地址 330096 江西省南昌市高新 开发区昌 东大道707 7号科信大楼 申请人 南昌大学　国家电网有限公司 (72)发明人 胡戈飚　邓小勇　龚文凯　刘源　 刘斌　熊鹏文　 (74)专利代理 机构 长沙永星专利商标事务所 (普通合伙) 43001 专利代理师 周咏　米中业 (51)Int.Cl. H04W 4/38(2018.01) H04W 84/18(2009.01)E04H 12/34(2006.01) G01D 21/02(2006.01) (54)发明名称 基于多传感器融合的铁塔组立传感器群的 自适应组网系统 (57)摘要 本发明公开了一种基于多传感器融合的铁 塔组立传感器群的自适应组网系统， 包括若干个 通用模块、 通讯节点模块和现场监控平台； 通讯 节点模块分别连接通用模块和现场监控平台； 通 用模块通过传感器信号电路与拉力传感器、 张力 传感器连接， 监测拉力大小及拉力方向； 通用模 块使用UWB模块进行组网通讯； 现场监控平台运 行的监控软件根据组网编号将数据分配到图形 界面显示， 并可跟据坐标姿态数据对组立阶段识 别并展示， 对线缆受力状况及姿态进行展示， 并 进行警告。 使用通用化模块， 降低物料成本， 提高 复杂的施工环 境下布置传感器的容错率， 便于动 态展示组塔模型。 权利要求书1页 说明书3页 附图2页 CN 115209368 A 2022.10.18 CN 115209368 A 1.一种基于多传感器融合的铁塔组立传感器群的自适应组网系统， 其特征在于包括若 干个通用模块、 通讯节点模块和现场监控平台； 通讯节点模块分别连接通用模块和现场监 控平台； 通用模块通过传感器信号电路与拉力 传感器、 张力 传感器连接， 监测拉力大小及拉 力方向； 通用模块使用UWB模块进 行组网通讯； 通用模块与通讯节 点模块通过UWB通讯， 通讯 节点模块通过串 行或无线通讯与现场监控平台连接； 现场监控平台运行的监控软件根据组 网编号将数据分配到图形界面显示， 并可跟据坐标姿态数据对组立阶段识别并展示， 对线 缆受力状况及姿态进行监测 和展示， 并进行警告。 2.根据权利要求1所述的基于多传感器融合的铁塔组立传感器群的自适应组网系统， 其特征在于所述的通用模块 安装在抱杆 上， 检测抱杆倾 斜角度。 3.根据权利要求2所述的基于多传感器融合的铁塔组立传感器群的自适应组网系统， 其特征在于通用模块包括用于UWB定位的通用模块、 与拉力传感器连接的通用模块和与张 力传感器连接的通用模块； 每一个通用模块包括UWB无线通讯模组、 倾斜度传感器、 气压传 感器、 微控制器、 传感器信号电路和电池模组； 通讯节点模块包括UWB无线通讯模组、 串 行通 讯模组或无线通讯模组； 现场监控平台包括电脑和移动智能终端。 4.根据权利要求3所述的基于多传感器融合的铁塔组立传感器群的自适应组网系统， 其特征在于通用模块通过UWB的到达时间差原理实现二维XY平面定位； 所述通用模块通过 气压传感器的气压差实现Z轴高度定位； 通用模块通过倾角传感器实现当前传感器安装位 置姿态识别。 5.根据权利要求4所述的基于多传感器融合的铁塔组立传感器群的自适应组网系统， 其特征在于通用模块使用UWB模块进行组网通讯； 利用4个所述用于UWB定位的通用模块对 所有通用模块通过UWB的到达时间差原理实现二维XY平面定位； 已知第一基站点的坐标 (x1,y1)到通用模块(x,y)的距离R1； 第二基站点的坐标(x2,y2)到通用模块(x,y)的距离R2； 第三基站点的坐标(x3,y3)到通用模块(x,y)的距离R3； 第四基站点的坐标(x4,y4)到通用模 块(x,y)的距离R4： (x‑x1)2+(y‑y1)2＝R12 (x‑x2)2+(y‑y2)2＝R22 (x‑x3)2+(y‑y3)2＝R32 (x‑x4)2+(y‑y4)2＝R42 任两组数据计算可 得当前模块(x,y)的坐标。 6.根据权利要求5所述的基于多传感器融合的铁塔组立传感器群的自适应组网系统， 其特征在于通用模块通过气压传感器的气压与用于UWB定位的通用模块的气压差值实现Z 轴高度定位； 所述 通用模块 通过倾角传感器实现当前传感器安装位置姿态 识别。 7.根据权利要求6所述的基于多传感器融合的铁塔组立传感器群的自适应组网系统， 其特征在于通用模块三维定位及安装姿态作为唯一识别码进 行自适应组网编号； 通用模块 与通讯节 点通过UWB通讯， 通讯节点通过串 行或无线通讯与现场监控平台连接， 电脑或移动 智能终端运行的监控软件根据组网编号将数据分配到图形界面显示， 并跟据坐标姿态数据 对组立阶段识别并展示， 对线缆受力状况及姿态进行监测和展示， 通过电脑或移动智能终 端警告。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115209368 A 2基于多传感器融合的铁塔组立传感器群的 自适应组网系统 技术领域 [0001]本发明属于输电线路建设领域， 具体涉及 一种基于多传感器融合的铁塔 组立传感 器群的自适应组网系统。 背景技术 [0002]铁塔的组立施工是输电线路建设工程中非常重要的环节， 由于铁塔 组立施工条件 与环境复杂， 内悬浮抱杆组立施工工艺由于对施工场地地形依赖小， 得到了广泛运用。 目前 一些专利， 如发明专利： 基于物联网的内悬浮内拉线抱杆拉线检测和倾角检测系统， 申请号 CN202010196998.2； 一种实时监测拉力与倾角的内悬浮内拉线组塔系统， 申请号 CN201910681928.3。 现有专利已着重解 决施工过程中抱杆及拉线状态监测， 但都需要使用 一组传感器进行监测， 在施工布置过程中， 需要耗费大量精力于传感器的编组与监控平台 数据对接， 效率低， 结构复杂。 发明内容 [0003]本发明的目的在于提供一种基于多传感器融合的铁塔组立传感器群的自适应组 网系统， 该系统适配不同的传感器， 效率高。 [0004]本发明提供的这种基于多传感器融合的铁塔 组立传感器群的自适应 组网系统， 包 括若干个通用模块、 通讯节点模块和现场监控平台； 通讯节点模块分别连接通用模块和现 场监控平台； 通用模块通过传感器信号电路与拉力 传感器、 张力传感器连接， 监测拉力大小 及拉力方向； 通用模块使用UWB模块进行组网通讯； 通用模块与通讯节 点模块通过UWB通讯， 通讯节点模块通过串 行或无线通讯与现场监控平台连接； 现场监控平台运行的监控软件根 据组网编号将数据分配到图形界面显示， 并可跟据坐标姿态数据对组立 阶段识别并展示， 对线缆受力状况及姿态进行监测 和展示， 并进行警告。 [0005]所述的通用模块 安装在抱杆 上， 检测抱杆倾 斜角度。 [0006]通用模块包括用于UWB定位的通用模块、 与拉力传感器连接的通用模块和与张力 传感器连接的通用模块； 每一个通用模块包括UWB无线通讯模组、 倾斜度传感器、 气压传感 器、 微控制器、 传感器信号电路和电池模组； 通讯节点模块包括UWB无线通讯模组、 串 行通讯 模组或无线通讯模组； 现场监控平台包括电脑和移动智能终端。 [0007]通用模块通过UWB的到达时间差原理实现二维XY平面定位； 所述通用模块通过气 压传感器的气压差实现Z轴高度定位； 通用模块通过倾角传感器实现当前传感器安装位置 姿态识别。 [0008]通用模块使用UWB模块进行组网通讯； 利用4个所述用于UWB定位 的通用模块对所 有通用模块通过UWB的到达时间差原理实现二维XY平面定位； 已知第一基站点 的坐标(x1, y1)到通用模块(x,y)的距离R1； 第二基站点的坐标(x2,y2)到通用模块(x,y)的距离R2； 第三 基站点的坐 标(x3,y3)到通用模块(x,y)的距离R3； 第四基站点的坐 标(x4,y4)到通用模块(x, y)的距离R4：说　明　书 1/3 页 3 CN 115209368 A 3