電工電氣雜志社

基于STM32的輸電線路覆冰監測系統及低功耗策略研究

來源：電工電氣發布時間：2023-08-28 10:28 瀏覽次數：201

基于STM32的輸電線路覆冰監測系統及低功耗策略研究

韓自龍¹，李庚洋¹，朱艷英²

(1 湖北民族大學智能科學與工程學院，湖北恩施 445000；

2 恩施市實驗小學，湖北恩施 445000)

摘要：為保障極寒天氣條件下輸電線路的安全運行，基于 STM32 微控制器研究了一種輸電線路覆冰監測系統。采用高精度拉力、傾角傳感器和微氣象傳感器采集數據，再將數據代入輸電線路覆冰力學模型計算覆冰厚度，通過 NB-IoT 模塊將覆冰厚度、拉力、傾角等 9 個參數上傳至物聯網云平臺，用戶可通過 PC 遠程方式實時查詢覆冰厚度等關鍵參數。為進一步降低輸電線路覆冰監測系統的功耗，提出了一種間歇工作策略，分別測試了工作模式、低功耗模式和超低功耗模式下的系統功耗，實驗結果表明，超低功耗模式下系統日均功耗為0.041 A•h，是工作模式日均功耗的9.47%，滿足監測系統低功耗要求。

關鍵詞： STM32 微控制器；覆冰監測系統；輸電線路；低功耗；NB-IoT 模塊

中圖分類號：TM726 ；TM73 文獻標識碼：B 文章編號：1007-3175(2023)08-0042-06

Research on Transmission Line Icing Monitoring System and Low Power

Consumption Strategy Based on STM32

HAN Zi-long¹, LI Geng-yang¹, ZHU Yan-ying²

（1 College of Intelligent Systems Science and Engineering, Hubei Minzu University, Enshi 445000, China;

2 Enshi Experimental Primary School, Enshi 445000, China）

Abstract: In order to ensure the safe operation of transmission lines under extremely cold weather, this paper designs a transmission line icing monitoring system based on STM32 microcontroller. The system uses high-precision tension, inclination sensors and micro-meteorological sensors to collect data, and puts data into the transmission line icing mechanical model to calculate the icing thickness. Then, 9 parameters such as icing thickness, tension and inclination are uploaded to the Internet of Things cloud platform through NB-IoT module.Users can inquire in real time about key parameters such as icing thickness through PC remote mode. In order to further reduce power consumption of the transmission line icing monitoring system, the paper proposes an intermittent working strategy which tests the system power consumption of working mode, low power consumption mode and ultra-low power consumption mode respectively. According to the experimental results, average daily power consumption of ultra-low power consumption mode is 0.041 A•h which is 9.47% of that of the working mode, meeting the requirement of low-power consumption monitoring system.

Key words: STM32 microcontroller; icing monitoring system; transmission line; low power consumption; NB-IoT module

參考文獻

[1] 柴灝. 南方輸電線路覆冰成因、特征和模擬研究[D]. 南京：南京信息工程大學，2022.

[2] 柴灝，張厚榮，王奇，等. 云貴高原超高壓輸電線一次大范圍覆冰的時空分布特征、數值模擬和天氣學成因研究[J]. 高原氣象，2023，42(2)：359-373.

[3] 高奇慧，陳路易. 基于 LPWAN 的架空輸電線路覆冰監測系統[J]. 自動化與儀表，2019，34(8)： 60-63.

[4] 鄧規良. 基于北斗短報文的輸電線路微氣象在線監測系統研究[D]. 長沙：長沙理工大學，2021.

[5] 王冕，陳敦輝，李永忠，等. 基于北斗載波差分定位技術的輸電線路覆冰厚度研究[J] . 電力大數據，2021，24(5)：34-40.

[6] 王偉斌，李立學，李海峰，等. 基于小波變換和形態學處理的輸電線路覆冰監測系統[J] . 電氣自動化，2020，42(4)：63-65.

[7] 郝艷捧，張偉勛，梁葦，等. 輸電線路覆冰導線 Mask R-CNN 圖像識別與分割[J]. 廣東電力，2022，35(2)：1-10.

[8] 熊菲，邢振華，張益昕，等. 基于 Φ-OTDR 的架空輸電線路覆冰在線監測方法[J] . 光電子技術，2022，42(2)： 81-88.

[9] 李浩，王峰，周霄，等. 基于布里淵光時域反射計的緊套型 OPGW 覆冰厚度監測[J] . 光子學報，2021，50(11)：72-79.

[10] 姚景巖，楊世勇，舒征宇，等. 基于航拍的輸電線路覆冰厚度監測研究[J] . 高壓電器，2021，57(8)：105-114.

[11] XU Xunjian， LI Li.Analysis of large-scale transmission line icing and galloping event in the Jilin province during November 2020[C]//E3S Web of Conferences 260， 2021：02011.

[12] 李慶紅，聶俊飛，羅婷，等. 基于 STM32 的鋰電池充電控制電路設計[J]. 儀表技術，2022(2)：37-40.

[13] 袁興，鄧成中，譚天，等. 基于 M5310A 與 OneNET 云平臺的智能家居控制系統[J] . 物聯網技術，2021，11(4)：74-77.

[14] 李文雯，時之媛，陳宇燦，等. 基于 STM32 的低功耗窨井液位采集與傳輸系統[J] . 物聯網技術，2021，11(5)：23-26.

[15] GUO Jun， JIAN Zhou， FENG Tao， et al.Research on transmission line icing tower broken fault probability calculation model[C]//2020 International Conference on New Energy，Power and Environmental Engineering，2020：264-269.

返回索引列表

Article retrieval

文章檢索

基于STM32的輸電線路覆冰監測系統及低功耗策略研究