[發明專利]一種融合RFID傳感與WSN技術的桿塔健康監測無線傳感網絡

在審

• 申請號: 201810165378.5
• 申請日: 2018-02-28
• 公開（公告）號: CN108174361A
• 公開（公告）日: 2018-06-15
• 發明（設計）人: 鄧芳明;何怡剛;李兵;吳翔;付智輝;汪濤
• 申請（專利權）人: 華東交通大學
• 主分類號: H04W4/38
• 分類號: H04W4/38;H04W4/80;H04W84/18;G06K7/10;H04L12/24
• 代理公司: 南昌市平凡知識產權代理事務所 36122
• 代理人: 姚伯川

一種融合RFID傳感與WSN技術的桿塔健康監測無線傳感網絡，依次由自下而上的塔基?塔身傳感通信層、塔身傳感通信層和桿塔?變電站傳感通信層構成。塔基?塔身傳感通信層由RFID傳感標簽、融合RFID閱讀器和WSN節點功能的RFSN節點構成，負責將地下塔基健康信息無線傳輸至地上塔身節點；塔身傳感通信層由RFSN節點、WSN節點和桿塔匯聚節點構成，負責將桿塔健康信息無線傳輸至桿塔匯聚節點；桿塔?變電站傳感通信層由桿塔匯聚節點和變電站終端構成，負責將各桿塔健康信息無線傳輸至變電站。本發明將無源RFID傳感標簽應用于桿塔塔基監測，能全面有效的監測桿塔健康狀態。

技術領域

本發明涉及一種融合RFID傳感與WSN技術的桿塔健康監測無線傳感網絡，屬無線傳感網絡技術領域。

背景技術

作為智能電網技術的一個重要組成部分，電力系統狀態監測能夠對輸變電設備的狀態進行實時監測，通過數據通信及對相關數據的進行全局分析，及時在輸變電設備發生故障之前做出預測并采取相關的補救辦法。通過這樣的措施，以盡量減少甚至避免輸變電設備發生故障，減少維修輸變電設備的費用及由于設備故障所帶來的更大的損失。

傳統的電力系統狀態監測主要采用有線監測技術，這種監測技術成本高，投資大，而且受限于電力系統所處地理環境影響。無線傳感器網絡就是由部署在監測區域內大量的廉價微型傳感器節點組成，通過無線通信方式形成的一個多跳的自組織的網絡系統，其目的是協作地感知、采集和處理網絡覆蓋區域中被感知對象的信息，并發送給觀察者。因此，自無線傳感器網絡出現起，其應用于電力系統狀態監測的應用就引起了國內外研究者的廣泛興趣。

桿塔是電力系統輸變電設備的重要組成部分。現有的應用于桿塔健康監測的無線傳感器網絡研究主要集中在塔身健康狀態的監測，然而對于桿塔塔基的健康狀態監測至今仍未涉及。現有的無線傳感器網絡節點大多基于電池供電，工作壽命約為1-3年，因此不適合埋入塔基中進行長期監測。本專利提出一種融合RFID傳感與WSN技術的桿塔健康監測無線傳感器網絡，將無源RFID傳感標簽埋入塔基中，能全面對桿塔塔身和塔基健康進行監測，能有效保障現有輸變電設備的健康運行。

發明內容

本發明的目的是，為了解決現有無線傳感器網絡技術在桿塔塔基健康狀態監測上長期性的不足，提出一種融合RFID傳感與WSN技術的桿塔健康監測無線傳感網絡。

實現本發明的技術方案如下：一種融合RFID傳感與WSN技術的桿塔健康監測無線傳感網絡，由塔基-塔身傳感通信層、塔身傳感通信層和桿塔-變電站傳感通信層三個通信層依次由下而上構成。

所述塔基-塔身傳感通信層負責將地下塔基健康信息無線傳輸至地上塔身節點；所述塔基-塔身傳感通信層由RFID傳感標簽、融合RFID閱讀器和WSN節點功能的RFSN節點構成，相互間通信基于相關RFID通信協議。

所述塔身傳感通信層負責將各桿塔健康信息無線傳輸至變電站；所述塔身傳感通信層由RFSN節點、WSN節點和桿塔匯聚節點構成，相互間通信基于相關WSN協議。

所述桿塔-變電站傳感通信層負責將各桿塔健康信息無線傳輸至變電站，所述桿塔-變電站傳感通信層由桿塔匯聚節點和變電站終端構成，相互間通信基于相關WSN協議。

所述RFID傳感標簽工作于無源模式，無需電池供電。

所述RFSN節點融合了RFID閱讀器和WSN節點功能，其與RFID傳感標簽之間通信基于RFID協議；與WSN節點和桿塔匯聚節點間通信基于WSN協議。

所述WSN節點融合了用于桿塔健康監測的傳感器功能。

所述桿塔匯聚節點與變電站終端間通信采用線性通信網絡，最遠端匯聚節點信息傳輸至相鄰下一匯聚節點，并依次傳輸至變電站終端。

所述變電站終端收集所有桿塔健康狀態信息并進行實時診斷。