本發(fā)明涉及輸電線路監(jiān)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的輸電線路監(jiān)控系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著工業(yè)化、城鎮(zhèn)化進(jìn)程不斷加快，電力需求持續(xù)增長(zhǎng)，一個(gè)堅(jiān)強(qiáng)、可靠的現(xiàn)代化大電網(wǎng)對(duì)于保障國(guó)家能源安全，在更大范圍內(nèi)優(yōu)化能源配置，具有不可替代的作用。建設(shè)具有信息化、數(shù)字化、自動(dòng)化、互動(dòng)化特征的堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)是安全、可靠、高效輸電的保障，是電力科學(xué)發(fā)展的方向，對(duì)電網(wǎng)的監(jiān)測(cè)也尤其重要。作為電力輸送紐帶的輸電線路具有分散性大、距離長(zhǎng)、難以巡視及維護(hù)等特點(diǎn)，因此對(duì)輸電線路本體及周邊環(huán)境以及氣象參數(shù)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)成為一項(xiàng)迫切工作。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的輸電線路監(jiān)控系統(tǒng)。

本發(fā)明的目的采集以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：

提供了一種基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的輸電線路監(jiān)控系統(tǒng)，包括輸電線路參數(shù)信息收發(fā)模塊、輸電線路監(jiān)控中心和智能終端，所述輸電線路參數(shù)信息收發(fā)模塊基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)采集輸電線路參數(shù)信息，并將采集到的輸電線路參數(shù)信息發(fā)送到所述輸電線路監(jiān)控中心，所述輸電線路監(jiān)控中心用于接收、存儲(chǔ)、顯示輸電線路參數(shù)信息，并將輸電線路參數(shù)信息與正常閾值進(jìn)行比較，若超過(guò)正常閾值，則輸出報(bào)警信號(hào)；所述的智能終端通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)與輸電線路監(jiān)控中心連接，用于實(shí)時(shí)訪問(wèn)輸電線路監(jiān)控中心中的輸電線路參數(shù)信息。

本發(fā)明的有益效果為：利用無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了輸電線路監(jiān)測(cè)，并在輸電線路參數(shù)信息異常時(shí)進(jìn)行報(bào)警，便于相關(guān)人員進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控。

附圖說(shuō)明

利用附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，但附圖中的實(shí)施例不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的任何限制，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)以下附圖獲得其它的附圖。

圖1本發(fā)明的結(jié)構(gòu)框圖；

圖2是本發(fā)明輸電線路監(jiān)控中心的連接框圖。

附圖標(biāo)記：

輸電線路參數(shù)信息收發(fā)模塊1、輸電線路監(jiān)控中心2、智能終端3、信息接收模塊10、信息處理模塊20、報(bào)警模塊30。

具體實(shí)施方式

結(jié)合以下實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。

參見(jiàn)圖1、圖2，本實(shí)施例提供的一種基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的輸電線路監(jiān)控系統(tǒng)，包括輸電線路參數(shù)信息收發(fā)模塊1、輸電線路監(jiān)控中心2和智能終端3，所述輸電線路參數(shù)信息收發(fā)模塊1基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)采集輸電線路參數(shù)信息，并將采集到的輸電線路參數(shù)信息發(fā)送到所述輸電線路監(jiān)控中心2，所述輸電線路監(jiān)控中心2用于接收、存儲(chǔ)、顯示輸電線路參數(shù)信息，并將輸電線路參數(shù)信息與正常閾值進(jìn)行比較，若超過(guò)正常閾值，則輸出報(bào)警信號(hào)；所述的智能終端3通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)與輸電線路監(jiān)控中心2連接，用于實(shí)時(shí)訪問(wèn)輸電線路監(jiān)控中心2中的輸電線路參數(shù)信息。

優(yōu)選地，所述輸電線路監(jiān)控中心2包括信息接收模塊10、信息處理模塊20、報(bào)警模塊30，所述信息接收模塊10與所述信息處理模塊20連接，所述信息處理模塊20與所述報(bào)警模塊30連接。

優(yōu)選地，所述的輸電線路參數(shù)信息收發(fā)模塊1包括多個(gè)輸電線路監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)和一個(gè)基站，其中輸電線路監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)包括處理器單元、無(wú)線通信單元、信息采集單元、能量供應(yīng)單元和智能開(kāi)關(guān)，無(wú)線通信單元、信息采集單元和智能開(kāi)關(guān)皆與處理器單元連接。

優(yōu)選地，所述的輸電線路參數(shù)信息包括輸電線路的張力、溫度、電壓和電流。

本發(fā)明上述實(shí)施例利用無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了輸電線路監(jiān)測(cè)，并在輸電線路參數(shù)信息異常時(shí)進(jìn)行報(bào)警，便于相關(guān)人員進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控。

優(yōu)選地，所述輸電線路參數(shù)信息收發(fā)模塊1包括傳感器節(jié)點(diǎn)和基站，傳感器節(jié)點(diǎn)根據(jù)改進(jìn)的分簇協(xié)議進(jìn)行分簇，每個(gè)簇中的傳感器節(jié)點(diǎn)的采集和傳輸由簇首進(jìn)行管理，簇內(nèi)的傳感器節(jié)點(diǎn)將輸電線路參數(shù)信息發(fā)送至簇首，簇首匯聚簇內(nèi)傳感器節(jié)點(diǎn)發(fā)送的輸電線路參數(shù)信息后，轉(zhuǎn)發(fā)至基站，再由基站將輸電線路參數(shù)信息通過(guò)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)通信方式上傳至輸電線路監(jiān)控中心2。

優(yōu)選地，所述改進(jìn)的分簇協(xié)議，具體包括：

(1)在無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)區(qū)域內(nèi)選擇多個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)作為初始簇首；

(2)對(duì)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)區(qū)域內(nèi)的傳感器節(jié)點(diǎn)進(jìn)行分簇，具體包括：對(duì)計(jì)算各個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)到初始簇首的距離，各傳感器節(jié)點(diǎn)加入距離最近的初始簇首所在的簇中，從而形成多個(gè)簇；

(3)按照下列公式計(jì)算每個(gè)簇內(nèi)傳感器節(jié)點(diǎn)的權(quán)值：

式中，表示第g個(gè)簇內(nèi)的第i個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)，表示傳感器節(jié)點(diǎn)的權(quán)值，表示傳感器節(jié)點(diǎn)的剩余能量，表示傳感器節(jié)點(diǎn)的一跳鄰居節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)，表示傳感器節(jié)點(diǎn)的第j個(gè)一跳鄰居節(jié)點(diǎn)的剩余能量，kg表示第g個(gè)簇具有的傳感節(jié)點(diǎn)數(shù)目；

(4)將權(quán)值大于設(shè)定權(quán)值閾值的傳感器節(jié)點(diǎn)作為候選簇首，形成候選簇首集，每一輪輸電線路參數(shù)信息采集周期中，每個(gè)簇在候選簇首集內(nèi)選擇剩余能量值最大的傳感器節(jié)點(diǎn)擔(dān)任該簇本輪輸電線路參數(shù)信息采集的簇首。

本優(yōu)選實(shí)施例在每一輪輸電線路參數(shù)信息采集周期中，在候選簇首集內(nèi)選擇剩余能量值最大的傳感器節(jié)點(diǎn)擔(dān)任該簇本輪輸電線路參數(shù)信息采集的簇首，能夠讓性能優(yōu)異的傳感器節(jié)點(diǎn)輪流擔(dān)當(dāng)簇首，平衡輸電線路參數(shù)信息收發(fā)模塊1的網(wǎng)絡(luò)能耗，延長(zhǎng)輸電線路參數(shù)信息收發(fā)模塊1的網(wǎng)絡(luò)生命周期。

優(yōu)選地，進(jìn)行輸電線路參數(shù)信息采集時(shí)，每個(gè)簇中選擇最優(yōu)數(shù)目的傳感器節(jié)點(diǎn)進(jìn)行輸電線路參數(shù)信息采集，不采集輸電線路參數(shù)信息的傳感器節(jié)點(diǎn)進(jìn)入睡眠狀態(tài)，具體包括：

(1)設(shè)定最優(yōu)數(shù)目ρ，對(duì)各傳感器節(jié)點(diǎn)按照剩余能量值由大到小的順序進(jìn)行排列，選擇前ρ個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)進(jìn)行輸電線路參數(shù)信息采集，其余傳感器節(jié)點(diǎn)進(jìn)入睡眠狀態(tài)；

(2)每一輪輸電線路參數(shù)信息采集完成后，評(píng)測(cè)傳感器節(jié)點(diǎn)采集的輸電線路參數(shù)信息是否滿足下列最優(yōu)數(shù)目更新條件：

式中，表示第g個(gè)簇內(nèi)的第i個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)，mg為第g個(gè)簇具有的傳感器節(jié)點(diǎn)數(shù)目，表示當(dāng)前輪采集的輸電線路參數(shù)信息，表示上一輪采集的輸電線路參數(shù)信息，con[·]表示計(jì)數(shù)函數(shù)，用于統(tǒng)計(jì)滿足條件的傳感器節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)，μm為設(shè)定的數(shù)據(jù)差異閾值，nm為設(shè)定的數(shù)目閾值；

(3)若不滿足最優(yōu)數(shù)目更新條件，在下一個(gè)周期按照原最優(yōu)數(shù)目選取進(jìn)行輸電線路參數(shù)信息采集的傳感器節(jié)點(diǎn)；若滿足最優(yōu)數(shù)目更新條件，更新最優(yōu)數(shù)目為ρ＝ρ+1，并在下一個(gè)周期按照更新的最優(yōu)數(shù)目選取進(jìn)行輸電線路參數(shù)信息采集的傳感器節(jié)點(diǎn)。

本優(yōu)選實(shí)施例能夠使得屬于同一個(gè)簇內(nèi)的傳感器節(jié)點(diǎn)能夠輪流進(jìn)行輸電線路參數(shù)信息采集，其他傳感器節(jié)點(diǎn)則可以進(jìn)入休眠狀態(tài)以保存能量，并且在輸電線路參數(shù)信息差異較大時(shí)進(jìn)行最優(yōu)數(shù)目的調(diào)整，能夠保障輸電線路參數(shù)信息采集的精度，并均衡輸電線路參數(shù)信息收發(fā)模塊1的網(wǎng)絡(luò)能耗。

優(yōu)選地，進(jìn)行輸電線路參數(shù)信息采集的傳感器節(jié)點(diǎn)根據(jù)設(shè)定的采樣頻率進(jìn)行首輪輸電線路參數(shù)信息采集，并在后續(xù)的輸電線路參數(shù)信息采集過(guò)程中根據(jù)輸電線路參數(shù)信息的變化情況進(jìn)行采樣頻率的定期調(diào)整，具體為：

(1)簇首設(shè)定所在簇內(nèi)的傳感器節(jié)點(diǎn)進(jìn)行輸電線路參數(shù)信息采集的初始采樣頻率、最大采樣頻率

(2)傳感器節(jié)點(diǎn)根據(jù)初始采樣頻率進(jìn)行首輪輸電線路參數(shù)信息采集，每采集的時(shí)間到達(dá)一個(gè)設(shè)定的周期t時(shí)，評(píng)測(cè)傳感器節(jié)點(diǎn)采集的輸電線路參數(shù)信息是否滿足下列采樣頻率調(diào)整條件：

式中，表示第g個(gè)簇內(nèi)的第i個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)，i＝1,2,…,ng，ng表示第g個(gè)簇內(nèi)具有的進(jìn)行輸電線路參數(shù)信息采集的傳感器節(jié)點(diǎn)的數(shù)目，分別表示傳感器節(jié)點(diǎn)在t+1、t時(shí)刻采集的輸電線路參數(shù)信息，t0為初始采樣時(shí)間，θ為設(shè)定的數(shù)據(jù)變化度閾值；

(3)當(dāng)任一個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)滿足上述采樣頻率調(diào)整條件時(shí)，將采樣頻率調(diào)整為：

若皆不滿足上述采樣頻率調(diào)整條件時(shí)，將采樣頻率調(diào)整為：

1)時(shí)，

2)當(dāng)時(shí)，

式中，為調(diào)整后的采樣頻率，為調(diào)整前的采樣頻率，

本優(yōu)選實(shí)施例根據(jù)輸電線路參數(shù)信息的變化程度進(jìn)行傳感器節(jié)點(diǎn)采樣頻率的定期調(diào)整，并進(jìn)一步設(shè)置了采樣頻率的調(diào)整策略，能夠在傳感器信號(hào)不穩(wěn)定時(shí)保持較高的采樣頻率，避免有效輸電線路參數(shù)信息的丟失，在傳感器信號(hào)穩(wěn)定時(shí)適時(shí)降低采樣頻率，減少能耗的浪費(fèi)，從而盡可能減少需要傳輸?shù)妮旊娋€路參數(shù)信息量，保持輸電線路參數(shù)信息采集的精度的前提下延長(zhǎng)輸電線路參數(shù)信息收發(fā)模塊1的網(wǎng)絡(luò)生命周期，保障輸電線路監(jiān)控系統(tǒng)的正常運(yùn)作。

最后應(yīng)當(dāng)說(shuō)明的是，以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作了詳細(xì)地說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的實(shí)質(zhì)和范圍。