[發明專利]一種基于輸電線路傳感網絡的數據傳輸方法及其傳感網絡

有效

• 申請號: 201911155268.1
• 申請日: 2019-11-22
• 公開（公告）號: CN111132058B
• 公開（公告）日: 2021-07-27
• 發明（設計）人: 姜海波;路永玲;徐江濤;胡成博;劉洋;楊景剛;劉子全;王真;高超;李鴻澤;劉貞瑤;高強
• 申請（專利權）人: 國網江蘇省電力有限公司電力科學研究院;國家電網有限公司;國網江蘇省電力有限公司;江蘇省電力試驗研究院有限公司
• 主分類號: H04L12/701
• 分類號: H04L12/701;H04W4/38;H04W24/02;H04W40/22;H04B10/25;H04B3/54
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 顏盈靜

本發明公開了一種基于輸電線路傳感網絡的數據傳輸方法及其傳感網絡，包括S10：基于傳感器之間的通信握手協議，建立各傳感器之間的連接，構建得到傳感網絡；S20：采用傳感器網絡將各傳感器獲取到的輸電線路狀態信息傳輸至基站；S30：基站將輸電線路狀態信息傳輸至數據中心。

技術領域

本發明涉及無線移動通信領域，具體涉及一種基于輸電線路傳感網絡的數據傳輸方法及其傳感網絡。

背景技術

輸電線路長期處于復雜運行環境中，開展輸電線路遠程監測是掌握輸電線路運行狀態的重要手段，實現輸電設備運行環境可觀測、生產全過程可監控、風險可預警，可為輸電線路故障定位和自動診斷提供技術支撐。

目前輸電線路在線監測傳感網主要由通信主站、無線自組織主站、普通監測桿塔、監控中心組成。通信主站上架設有光纖接入點，而普通監測桿塔上只安裝攝像頭和無線傳感器節點。在無光纖接入點的桿塔上設置無線自組織網絡通信設備，通過自組網的連接方式完成監測數據的傳輸。輸電線路監控物聯網將傳感器采集的數據傳送到通信主站后，通過光纖接入數據中心。普通桿塔間的無線傳感器節點通過短距離多跳的通信方式與通信主站進行通信。無線傳感器節點可以實現輸電線路的弧擺、弧垂、覆冰厚度的監測，以及輸電線路環境的溫濕度、風向、風速的監測，通信主站將收集到的這些信息通過電力光纜傳輸到后臺監控中心，完成對輸電線路各個參數的監測。

由于輸電線路長期處于戶外復雜環境下，現有的在線監測在電源、通訊、監測設備可靠性等方面出現較多問題。有的傳感網僅面向單一網絡，對于以異構網絡為主的電力物聯網無能為力；有的網絡方案較為復雜，會增加建網的成本，造成可行性降低。因此，有必要開展輸電線路物聯網路由技術的研究，克服輸電線路線性網絡存在的問題，提出一種經濟且傳輸效率有保障的路由方法。

目前電力系統可用的無線網絡主要是租用無線公網，在無線網絡覆蓋的區域內實現接入，包括移動、聯通、電信的無線網絡，在無線網絡覆蓋的區域內實現接入，但該種網絡無法承載電力系統的控制類業務。此外，無線公網都是蜂窩布置，對于線性長連接的輸電線路無線通信網絡而言，覆蓋成本明顯增加。

發明內容

為避免蜂窩網絡覆蓋有限、網絡中各傳感器節點能量有限、電池替換成本高等問題，提出一種基于輸電線路傳感網絡的數據傳輸方法及其傳感網絡，可以有效避免靠近基站的節點因為大量轉發數據導致能量耗盡過快，在發射功率和接收信噪比一定的條件下，盡可能少的跳數進行數據轉發。

本發明所采用的技術方案是：一種基于輸電線路傳感網絡的數據傳輸方法，包括以下步驟：

S10：基于傳感器之間的通信握手協議，建立各傳感器之間的連接，構建傳感網絡；

S20：采用傳感網絡將各傳感器獲取到的輸電線路狀態信息傳輸至基站；

S30：基站將輸電線路狀態信息傳輸至數據中心；

其中，所述傳感器之間的通信握手協議的建立包括以下步驟：

S11：選取距離基站最近的傳感器作為頭節點，選取距離該頭節點最大傳輸距離處的傳感器作為下一頭節點，依次選取所有頭節點，對頭節點進行地址編碼000x0000，x 表示第x個頭節點；

S12：從各頭節點開始，往基站方向依次對非頭節點傳感器進行地址編碼000x000m， m表示當前頭節點下的第m個非頭節點；

S13：所有頭節點向外發送廣播幀，所有非頭節點處在監聽狀態，接收到廣播幀的非頭節點向發送廣播幀的頭節點發送確認信號，完成傳感器之間的通信握手協議。

進一步的，所述S11中的最大傳輸距離小于滿足接收信號強度閾值RSSI0的最大傳輸距離并小于滿足鏈路收包率閾值P0的最大傳輸距離；

接收信號強度RSSI與傳輸距離d的關系為：

RSSI＝A-10nlgd (1)