电工电气杂志社

基于STM32的输电线路覆冰监测系统及低功耗策略研究

来源：电工电气发布时间：2023-08-28 10:28 浏览次数：290

基于STM32的输电线路覆冰监测系统及低功耗策略研究

韩自龙¹，李庚洋¹，朱艳英²

(1 湖北民族大学智能科学与工程学院，湖北恩施 445000；

2 恩施市实验小学，湖北恩施 445000)

摘要：为保障极寒天气条件下输电线路的安全运行，基于 STM32 微控制器研究了一种输电线路覆冰监测系统。采用高精度拉力、倾角传感器和微气象传感器采集数据，再将数据代入输电线路覆冰力学模型计算覆冰厚度，通过 NB-IoT 模块将覆冰厚度、拉力、倾角等 9 个参数上传至物联网云平台，用户可通过 PC 远程方式实时查询覆冰厚度等关键参数。为进一步降低输电线路覆冰监测系统的功耗，提出了一种间歇工作策略，分别测试了工作模式、低功耗模式和超低功耗模式下的系统功耗，实验结果表明，超低功耗模式下系统日均功耗为0.041 A•h，是工作模式日均功耗的9.47%，满足监测系统低功耗要求。

关键词： STM32 微控制器；覆冰监测系统；输电线路；低功耗；NB-IoT 模块

中图分类号：TM726 ；TM73 文献标识码：B 文章编号：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

参考文献

[1] 柴灏. 南方输电线路覆冰成因、特征和模拟研究[D]. 南京：南京信息工程大学，2022.

[2] 柴灏，张厚荣，王奇，等. 云贵高原超高压输电线一次大范围覆冰的时空分布特征、数值模拟和天气学成因研究[J]. 高原气象，2023，42(2)：359-373.

[3] 高奇慧，陈路易. 基于 LPWAN 的架空输电线路覆冰监测系统[J]. 自动化与仪表，2019，34(8)： 60-63.

[4] 邓规良. 基于北斗短报文的输电线路微气象在线监测系统研究[D]. 长沙：长沙理工大学，2021.

[5] 王冕，陈敦辉，李永忠，等. 基于北斗载波差分定位技术的输电线路覆冰厚度研究[J] . 电力大数据，2021，24(5)：34-40.

[6] 王伟斌，李立学，李海峰，等. 基于小波变换和形态学处理的输电线路覆冰监测系统[J] . 电气自动化，2020，42(4)：63-65.

[7] 郝艳捧，张伟勋，梁苇，等. 输电线路覆冰导线 Mask R-CNN 图像识别与分割[J]. 广东电力，2022，35(2)：1-10.

[8] 熊菲，邢振华，张益昕，等. 基于 Φ-OTDR 的架空输电线路覆冰在线监测方法[J] . 光电子技术，2022，42(2)： 81-88.

[9] 李浩，王峰，周霄，等. 基于布里渊光时域反射计的紧套型 OPGW 覆冰厚度监测[J] . 光子学报，2021，50(11)：72-79.

[10] 姚景岩，杨世勇，舒征宇，等. 基于航拍的输电线路覆冰厚度监测研究[J] . 高压电器，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] 李庆红，聂俊飞，罗婷，等. 基于 STM32 的锂电池充电控制电路设计[J]. 仪表技术，2022(2)：37-40.

[13] 袁兴，邓成中，谭天，等. 基于 M5310A 与 OneNET 云平台的智能家居控制系统[J] . 物联网技术，2021，11(4)：74-77.

[14] 李文雯，时之媛，陈宇灿，等. 基于 STM32 的低功耗窨井液位采集与传输系统[J] . 物联网技术，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

文章检索

基于STM32的输电线路覆冰监测系统及低功耗策略研究