CN105792337A - 一种实现不对称无线传感节点数据收发的装置及方法 - Google Patents

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甘永叶
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Abstract

本发明公开了一种实现不对称无线传感节点数据收发的装置，包括：无线传感器节点，设置在输电铁塔相应部位，用于采集并按照设定的数据长度大小和时间分割模式以无线网络传输的方式向主机平台间隔式发送所述输电铁塔数据信息；主机平台，用于将接收的输电铁塔数据信息进行分类、排序和缓存处理后按照顺序将缓存的输电铁塔数据信息通过远距离通信方式传送至后端数据平台；后端数据平台，用于接收所述输电铁塔数据信息，供用户使用。本发明还提供了一种基于上述装置实现不对称无线传感节点数据收发的方法。本发明用于输电线路铁塔在线监测，能有效接收、处理和发送数据，降低数据丢失率，提高数据通讯率和准确性，降低功耗，保证监测数据的可靠性。

Description

一种实现不对称无线传感节点数据收发的装置及方法
技术领域
本发明涉及电力系统架空输电线路铁塔在线监测领域，尤其涉及一种实现不对称无线传感节点数据收发的装置及方法。
背景技术
随着输电线路电压等级的不断提高，对输电线路特别是输电铁塔的安全运行进行在线监测显得尤为重要。但是，对于无线传感节点数据的接收、处理和发送还存在较多问题，成为制约输电线路铁塔在线监测发展的瓶颈，如何高效、准确和及时获得监测数据成为研究的重点。
目前对于输电线路铁塔在线监测的研究还处于起步阶段，主要有两种方法实现传感节点数据接收和发送。一是：采用的传感器不具备无线传送数据能力，只能通过有线形式进行发送，一旦线路短线或者遇到恶劣天气，不能保证数据的稳定性传送。二是：采用无线传感器进行数据发送，使用GPRS或者Zigbee等无线方式来传送数据给后端数据平台，数据通讯速率低，当传感器节点比较多时，数据量较大，无法及时处理发送。
无线传感器网络的发展为输电线路铁塔监测提供新的解决方法，但是也遇到了一些数据发送方面的问题，如何快速、准确、有效的实现发送数据成为在线监测必须解决的问题。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是：提供一种实现不对称无线传感节点数据收发的装置及方法，适用于输电线路铁塔在线监测。
本发明解决上述技术问题是通过以下技术方案得以解决：
一方面，本发明提供了一种实现不对称无线传感节点数据收发的装置，包括：
无线传感器节点，设置在输电铁塔相应部位，用于采集并按照设定的数据长度大小和时间分割模式以无线网络传输的方式向主机平台间隔式发送所述输电铁塔数据信息；
主机平台，用于将接收的输电铁塔数据信息进行分类、排序和缓存处理后按照顺序将缓存的输电铁塔数据信息通过远距离通信方式传送至后端数据平台；
后端数据平台，用于接收所述输电铁塔数据信息，供用户使用。
进一步地，所述的主机平台包括：
无线传感节点数据汇总模块，用于通过无线网络传输的方式按预设的时间分割模式接收各无线传感器节点采集的输电铁塔数据信息，实现间隔式数据汇集；
数据处理模块，用于对于已经接收到的输电铁塔数据信息进行分类的处理和缓存，每个无线传感器节点拥有自己独立的数据处理和缓存区域，相互之间没有影响，同时将输电铁塔数据信息按队列顺序排好，方便后续数据的发送；
数据发送模块，通过远距离通信方式按数据的先后顺序来发送已经处理过的输电铁塔数据信息数据。
进一步地，所述的远距离通信方式采用4G通信公网。
进一步地，所述的时间分割模式具体为：根据无线传感器节点布置数量n，将1秒时间分成n部分，每一部分的时间可以相同或不同，所述主机平台通过无线网络按对应的时间依次接收每个传感器节点发送的数据，1秒时间内n个传感器节点分别获得相应的时间发送数据，实现间隔式数据汇集，这种方式既不会出现传感器节点发送数据的冲突，也可以有效的减少传感节点功耗，同时还提高无线传感节点数据汇总模块的效率。
进一步地，所述的数据长度大小设定具体为：根据传感器节点的类型设置发送数据的长度大小，即按照监测需求规划不同的数据发送字节数。
另一方面，本发明提供了一种基于所述装置实现不对称无线传感节点数据收发的方法，包括步骤：
1)无线传感器节点采集并按照设定的数据长度大小和时间分割模式以无线网络传输的方式向主机平台间隔式发送所述输电铁塔数据信息；
2)主机平台将接收的输电铁塔数据信息进行分类、排序和缓存处理后按照顺序将缓存的输电铁塔数据信息通过远距离通信方式传送至后端数据平台；
3)后端数据平台接收所述输电铁塔数据信息，供用户使用。
进一步地，步骤1)中，所述输电铁塔数据信息接收的步骤具体为：
通过无线网络传输的方式按预设的时间分割模式接收各无线传感器节点采集的输电铁塔数据信息，实现间隔式数据汇集；
进一步地，步骤2)中，所述时间分割模式的设定具体为：
根据无线传感器节点布置数量n，将1秒时间分成n部分，每一部分的时间可以相同或不同，所述主机平台通过无线网络按对应的时间依次接收每个传感器节点发送的数据，1秒时间内n个传感器节点分别获得相应的时间发送数据，实现间隔式数据汇集。
进一步地，步骤2)中，所述的数据长度大小设定步骤具体为：根据传感器节点的类型设置发送数据的长度大小，即按照监测需求规划不同的数据发送字节数，可以解决对称无线传感器节点和不对称无线传感器节点数据发送字节数的选择问题。在相应的时间内，单个字节数少的无线传感节点发送数据较多，单个字节数多的发送数据少。同样的时间不同的节点发送数据量是不同的，可以解决不同传感器节点数据(特别是不对称节点)发送需求。
进一步地，步骤2)中，所述的远距离通信方式采用4G通信公网，高效，快速及时。
相比现有技术，本发明用于输电线路铁塔在线监测，能够有效接收、处理和发送数据，降低数据丢失率，提高数据通讯率和准确性，降低功耗，保证监测数据的可靠性和及时性。
附图说明
图1是本发明实施例的结构原理示意图。
图2是本发明实施例的无线传感节点数据发送的时间分隔模式图。
图3本发明实施例的无线传感节点数据发送的工作模式图。
图4是本发明实施例的数据处理示意图。
图5是本发明实施例的数据发送示意图。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明的目的作进一步详细地描述，实施例不能在此一一赘述，但本发明的实施方式并不因此限定于以下实施例。
实施例一
如图1所示，一种实现不对称无线传感节点数据收发的装置，包括：
无线传感器节点，设置在输电铁塔相应部位，用于采集并按照设定的数据长度大小和时间分割模式以无线网络传输的方式向主机平台间隔式发送所述输电铁塔数据信息；
主机平台，用于将接收的输电铁塔数据信息进行分类、排序和缓存处理后按照顺序将缓存的输电铁塔数据信息通过远距离通信方式传送至后端数据平台；
后端数据平台，用于接收所述输电铁塔数据信息，供用户使用。
具体而言，所述的主机平台包括：
无线传感节点数据汇总模块，用于通过无线网络传输的方式按预设的时间分割模式接收各无线传感器节点采集的输电铁塔数据信息，实现间隔式数据汇集；
数据处理模块，用于对于已经接收到的输电铁塔数据信息进行分类的处理和缓存，每个无线传感器节点拥有自己独立的数据处理和缓存区域，相互之间没有影响，同时将输电铁塔数据信息按队列顺序排好，方便后续数据的发送(见图4)；
数据发送模块，通过远距离通信方式按数据的先后顺序来发送已经处理过的输电铁塔数据信息数据，所述的远距离通信方式采用4G通信公网(如图5所示)。
具体而言，如图2所示，所述的时间分割模式具体为：根据无线传感器节点布置数量n，将1秒时间分成n部分，每一部分的时间可以相同或不同，所述主机平台通过无线网络按对应的时间依次接收每个传感器节点发送的数据，依次由传感器节点1到传感器节点n，1秒时间内n个传感器节点分别获得相应的时间发送数据，实现间隔式数据汇集，这种方式既不会出现传感器节点发送数据的冲突，也可以有效的减少传感节点功耗，同时还提高传感节点数据汇集平台的效率。
具体而言，所述的数据长度大小设定具体为：根据传感器节点的类型设置发送数据的长度大小，即按照监测需求规划不同的数据发送字节数，既可以规划成所有传感器节点发送数据字节数一样，也可以发送不对称的数据字节数，在相应的时间内，单个字节数少的无线传感节点发送数据较多，单个字节数多的发送数据少。同样的时间不同的节点发送数据量是不同的，可以解决不同传感器节点数据(特别是不对称节点)发送需求，如均为1.4kb，将所有传感器节点分为一级数据节点、二级数据节点、三级数据节点、四级数据节点，相应的数据节点单个字节数依次为1.4kb、2.8kb、4.2kb、5.6kb。在同样的时间内，不同级别的数据节点发送的数据包个数就不同，实现不对称节点的数据发送，(如图3)。
实施例二
一种基于上述装置实现不对称无线传感节点数据收发的方法，包括步骤：
1)无线传感器节点采集并按照设定的数据长度大小和时间分割模式以无线网络传输的方式向主机平台间隔式发送所述输电铁塔数据信息；
2)主机平台将接收的输电铁塔数据信息进行分类、排序和缓存处理后按照顺序将缓存的输电铁塔数据信息通过远距离通信方式传送至后端数据平台；
3)后端数据平台接收所述输电铁塔数据信息，供用户使用。
具体而言，步骤1)中，所述输电铁塔数据信息接收的步骤具体为：
通过无线网络传输的方式按预设的时间分割模式接收各无线传感器节点采集的输电铁塔数据信息，实现间隔式数据汇集；
具体而言，步骤2)中，所述时间分割模式的设定具体为：
根据无线传感器节点布置数量n，将1秒时间分成n部分，每一部分的时间可以相同或不同，所述主机平台通过无线网络按对应的时间依次接收每个传感器节点发送的数据，1秒时间内n个传感器节点分别获得相应的时间发送数据，实现间隔式数据汇集。
具体而言，，步骤2)中，所述的数据长度大小设定步骤具体为：根据传感器节点的类型设置发送数据的长度大小，即按照监测需求规划不同的数据发送字节数。
具体而言，步骤2)中，所述的远距离通信方式采用4G通信公网。
本实施例首先分析各种无线传感节点需要安装位置，然后确定无线传感器节点数据发送方式和工作模式，特别是不对称无线传感器节点，接着通过主机平台接收无线传感器节点数据并对数据进行汇总分类和处理，最后再将处理后数据信息发送到后端平台供用户查看和监测，根据这些数据来判断输电线路铁塔是否处于安全运行状态，实现对输电线路铁塔的在线监测。
本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种实现不对称无线传感节点数据收发的装置，其特征在于，包括：
无线传感器节点，设置在输电铁塔相应部位，用于采集并按照设定的数据长度大小和时间分割模式以无线网络传输的方式向主机平台间隔式发送所述输电铁塔数据信息；
主机平台，用于将接收的输电铁塔数据信息进行分类、排序和缓存处理后按照顺序将缓存的输电铁塔数据信息通过远距离通信方式传送至后端数据平台；
后端数据平台，用于接收所述输电铁塔数据信息，供用户使用。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述的主机平台包括：
无线传感节点数据汇总模块，用于通过无线网络传输的方式按预设的时间分割模式接收各无线传感器节点采集的输电铁塔数据信息，实现间隔式数据汇集；
数据处理模块，用于对于已经接收到的输电铁塔数据信息进行分类的处理和缓存，每个无线传感器节点拥有自己独立的数据处理和缓存区域，相互之间没有影响，同时将输电铁塔数据信息按队列顺序排好，方便后续数据的发送；
数据发送模块，通过远距离通信方式按数据的先后顺序来发送已经处理过的输电铁塔数据信息数据。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于：所述的远距离通信方式采用4G通信公网。
4.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述的时间分割模式具体为：根据无线传感器节点布置数量n，将1秒时间分成n部分，每一部分的时间可以相同或不同，所述主机平台通过无线网络按对应的时间依次接收每个传感器节点发送的数据，1秒时间内n个传感器节点分别获得相应的时间发送数据，实现间隔式数据汇集。
5.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述的数据长度大小设定具体为：根据传感器节点的类型设置发送数据的长度大小，即按照监测需求规划不同的数据发送字节数。
6.一种基于权利要求1至5中任一项所述装置实现不对称无线传感节点数据收发的方法，其特征在于，包括步骤：
1)无线传感器节点采集并按照设定的数据长度大小和时间分割模式以无线网络传输的方式向主机平台间隔式发送所述输电铁塔数据信息；
2)主机平台将接收的输电铁塔数据信息进行分类、排序和缓存处理后按照顺序将缓存的输电铁塔数据信息通过远距离通信方式传送至后端数据平台；
3)后端数据平台接收所述输电铁塔数据信息，供用户使用。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤1)中，所述输电铁塔数据信息接收的步骤具体为：
通过无线网络传输的方式按预设的时间分割模式接收各无线传感器节点采集的输电铁塔数据信息，实现间隔式数据汇集。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：步骤2)中，所述时间分割模式的设定具体为：
根据无线传感器节点布置数量n，将1秒时间分成n部分，每一部分的时间可以相同或不同，所述主机平台通过无线网络按对应的时间依次接收每个传感器节点发送的数据，1秒时间内n个传感器节点分别获得相应的时间发送数据，实现间隔式数据汇集。
9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤2)中，所述的数据长度大小设定步骤具体为：根据传感器节点的类型设置发送数据的长度大小，即按照监测需求规划不同的数据发送字节数。
10.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：步骤2)中，所述的远距离通信方式采用4G通信公网。
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