CN109121109A - 一种基于微网自组网的架空线路接头温度检测方法和系统 - Google Patents

一种基于微网自组网的架空线路接头温度检测方法和系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种基于微网自组网的架空线路接头温度检测方法和系统，所述方法包括：步骤S1：从设备检查可用下级节点列表，如果列表不为空，则进入步骤S3；否则进入步骤S2；步骤S2：使用广播问询方式查询并更新可用下级节点列表；步骤S3：在可用下级节点列表中选择最佳下级节点；步骤S4：将温度数据发送至最佳下级节点；步骤S5：将温度数据一级一级往下传，最终到达主设备以发送给系统服务器。本发明利用物联网技术、低功耗技术、太阳能取电技术开发的线路接头测温装置，大大降低了成本；不需要按顺序安装，大大便利了安装工作；避免了单个节点故障引起数个节点通信瘫痪的问题，降低了维护工作量。

Description

一种基于微网自组网的架空线路接头温度检测方法和系统
【技术领域】
本发明属于温度检测领域，尤其涉及一种基于微网自组网的架空线路接头温度检测方法和系统。
【背景技术】
随着我国经济的发展，用电量急剧增长，而基础供电设施较为陈旧不能跟上市场发展，导致许多线路满负荷或超负荷运行，经常发生导线接头或接触部位过热的现象。据统计，全国电力系统因高压带电设备关键部位或导线大负荷区段过热而引发的事故时有发生。此类事故的危害性极大，轻则造成设备损坏，影响用户用电，重则造成线路短路，形成很大的短路电流，烧毁主变压器。因此，对输电线路的接头温度进行实时的在线监测是保证电网安全运行的重要内容。目前行业内，一般利用GPRS技术对单个测温点进行远程采集，每个接头测温装置都需要配置GPRS通讯模块和流量卡，实施的硬件成本和流量费非常高。基于上述诸多问题，现在亟需一种新的温度检测方法和系统，本发明利用物联网技术、低功耗技术、太阳能取电技术开发的线路接头测温装置，在同一杆塔只需要配置一个接头测温装置作为主设备，其他从设备通过本地470MHz频率的无线微网自组网将温度数据传送给主设备，主设备再通过GPRS上传至后台系统，从而实现N+1的模式，从而大大降低了成本，能够满足太阳能电池取电功率的局限性；此外，还实现了自组网功能，即装即用，不再需要预先配置参数，也不需要按顺序安装，大大便利了安装工作；某节点出现通信故障后，其后续节点可自动寻找可用节点，避免了单个节点故障引起数个节点通信瘫痪的问题；需要更换某节点时，无需重新配置参数，大大降低了维护工作量。
【发明内容】
为了解决现有技术中的上述问题，本发明提出了一种基于微网自组网的架空线路接头温度检测方法和系统，其中，所述方法包含如下步骤：
步骤S1：从设备检查可用下级节点列表，如果列表不为空，则进入步骤S3；否则进入步骤S2；
步骤S2：使用广播问询方式查询并更新可用下级节点列表；
步骤S3：在可用下级节点列表中选择最佳下级节点；
步骤S4：将温度数据发送至最佳下级节点；
步骤S5：将温度数据一级一级往下传，最终到达主设备以发送给系统服务器。
进一步的，所述步骤S2具体为：
步骤S201：查询节点以广播方式向和其有直接通信连接的节点发送问询帧；
步骤S202：收到广播问询帧的节点检查自身可用下级节点列表，如果列表为或列表中仅有查询节点，则不应答，否则，收到广播问询帧的节点将自身标识，其最佳下级节点及其累计信号强度以及级联阶数一起应答给查询节点；
步骤S203：查询节点检查应答情况，如果无应答，返回至步骤S201进行反复查询，如果有应答则进入下一步骤S204；
步骤S204：基于接收到的应答信息更新可用下级节点列表。
进一步的，所述步骤S3具体为：
S301：在可用下级节点列表中选择级联阶数最小的节点；如果所选择节点的个数为1，则将所述选择的节点设置为最佳下级节点并进入步骤S304，否则进入步骤S302；
S302：计算各选择节点的累计信号强度值；采用下式进行累计信号强度值的计算；累计信号强度值＝本节点与各选择节点之间的通信信号强度值+各选择节点的最佳下级节点累计信号强度；
S303：从各选择节点中选取累积信号强度值最大的选择节点为最佳下级节点；
S304：检查刚选取的最佳下级节点是否与上一次确定的最佳下级节点一致，如果不一致，进入步骤S305，如果一致，则结束步骤S3；
S305：将最佳下级节点的更改信息以广播方式通告到所有下级节点，下级系欸但基于所述最佳下级节点信息更新其可用下级节点列表。
进一步的，级联阶数为所述最佳下级节点和主设备之间最小的连接级数；如果存在多个主设备和所述最佳下级节点连接，则所述连接级数最小的主设备和所述最佳下级节点之间的连接级数为级联阶数。
进一步的，在当前主设备和系统服务器之间通信的信号强度小于第一阈值时，所述当前主设备通过广播的方式寻找其他主设备，并将所述温度数据发送给其他主设备以进行温度数据的上传。
进一步的，所述寻找其他主设备，具体为：在和所述当前主设备连接的所有主设备中基于设备热度选择最佳主设备，并将温度数据发送给所述最佳主设备。
进一步的，基于设备热度选择最佳主设备，具体为：选择在最近的第一时间间隔内和系统服务器通信次数最多的主设备作为最佳主设备。
一种使用权利要求1～7中任一项所述的基于微网自组网的架空线路接头温度检测方法进行温度检测的基于微网自组网的架空线路接头温度检测系统，所述系统包括：一个或者多个接头温度采集器，系统服务器，工作站，移动终端，第一通信网络，第二通信网络；其中：系统服务器和工作站，移动终端之间通过第一通信网络连接，系统服务器和接头温度采集器之间通过第二通信网络连接；
所述接头温度采集器包括主设备和从设备，无线微网自组网；主设备配置有第一频率的无线通讯模块，GPRS通讯模块和温度采集装置，从设备配置有第一频率的无线通讯模块和温度采集装置；主设备和从设备之间通过无线微网自组网进行数据通信；所述从设备使用无线通讯模块通过无线微网自组网将数据传给主设备；
所述从设备和/或主设备上设置在输电线路的导线接头处；所述温度检测装置用于对导线接头处的温度进行温度检测，所述主设备和/或从设备用于将所述检测到的温度数据发送给下级节点并最终发送给系统服务器；
主设备用于通过GPRS通信的方式将自身采集的温度数据或从上级节点接收到的温度数据发送给所述系统服务器；
所述系统服务器用于接收和缓存所接收到的温度数据，还用于将温度数据发送给工作站和移动终端；
所述工作站用于接收温度数据，并对所述接收到的温度数据进行深度分析；
所述移动终端用于直接向系统服务器请求指定导线接头处的温度数据，还用于接收所述工作站推送的针对温度数据的分析报告，并将所述分析报告呈现给用户。
进一步的，从设备和主设备之间，从设备和主设备之间通过无线微网自组网的方式通信连接；具体的：在进行从设备的设置和布局时，只要从设备能够至少和一个从设备或者至少和一个主设备通信连接则自组网完成。
进一步的，在设置新的从设备时，使得所述从设备的无线通信模块主动发送第一频率的握手数据包，如果所述新的从设备能够接收到至少一个应答数据包，则所述新的从设备的设置完毕。
本发明的有益效果包括：利用物联网技术、低功耗技术、太阳能取电技术开发的线路接头测温装置，在同一杆塔只需要配置一个接头测温装置作为主设备，其他从设备通过本地470MHz频率的无线微网自组网将温度数据传送给主设备，主设备再通过GPRS上传至后台系统，从而实现N+1的模式，从而大大降低了成本，能够满足太阳能电池取电功率的局限性；此外，还实现了自组网功能，即装即用，不再需要预先配置参数，也不需要按顺序安装，大大便利了安装工作；某节点出现通信故障后，其后续节点可自动寻找可用节点，避免了单个节点故障引起数个节点通信瘫痪的问题；需要更换某节点时，无需重新配置参数，大大降低了维护工作量。
【附图说明】
此处所说明的附图是用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，但并不构成对本发明的不当限定，在附图中：
图1是本发明的基于微网自组网的架空线路接头温度检测系统的结构图。
图2是本发明的基于微网自组网的架空线路接头温度检测方法的流程图。
图3是本发明的查找可用下级节点的流程图。
图4是本发明的确定最佳下级节点的流程图。
【具体实施方式】
下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本发明，其中的示意性实施例以及说明仅用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
对本发明所应用的一种基于微网自组网的架空线路接头温度检测方法和系统进行详细说明，所述系统包含：
一个或者多个接头温度采集器，系统服务器，工作站，移动终端，第一通信网络，第二通信网络；其中：系统服务器和工作站，移动终端之间通过第一通信网络连接，系统服务器和接头温度采集器之间通过第二通信网络连接；
优选的：所述第一通信网络和第二通信网络是不同的；
优选的：所述第一通信网络为内部通信网络，所述内部通信网络为安全网络；
优选的：所述第二通信网络为通用移动互联网，例如：GPRS通信网络；
优选的：当所述接头温度采集器所采集的数据为公开数据时，所述第一通信网络是互联网；
所述接头温度采集器包括主设备和从设备，无线微网自组网；主设备配置有第一频率的无线通讯模块，GPRS通讯模块和温度采集装置，从设备配置有第一频率的无线通讯模块和温度采集装置；主设备和从设备之间通过无线微网自组网进行数据通信；所述从设备使用无线通讯模块通过无线微网自组网将数据传给主设备；
优选的：所述温度采集装置为架空线路接头温度检测装置；
从设备和主设备之间，从设备和主设备之间通过无线微网自组网的方式通信连接；具体的：在进行从设备的设置和布局时，只要从设备能够至少和一个从设备或者至少和一个主设备通信连接则自组网完成；通过这样的宽松的组网方式，可以简单随意的进行从设备的布局以及扩展组网的范围；
优选的：在设置新的从设备时，使得所述从设备的无线通信模块主动发送第一频率的握手数据包，如果所述新的从设备能够接收到至少一个应答数据包，则所述新的从设备的设置完毕；无需对所述新的设备进行任何其他的配置；从而大大的降低了用户操作的复杂度，提高了用户体验；
相应的：当从设备或主设备接收到握手数据包时，所述从设备或主设备发送应答数据包给所述握手数据包发送方；
优选的，所述第一频率为470MHz；
所述从设备和/或主设备上设置在输电线路的导线接头处；所述温度检测装置用于对导线接头处的温度进行温度检测，所述主设备和/或从设备用于将所述检测到的温度数据发送给下级节点并最终发送给系统服务器；其中：所述从设备的下级节点为与所述从设备直接通信连接的主设备和/或从设备；所述主设备的下级节点为系统服务器；
所述主设备用于通过GPRS通信的方式将自身采集的温度数据或从上级节点接收到的温度数据发送给所述系统服务器；
所述系统服务器用于接收和缓存所接收到的温度数据，还用于将温度数据发送给工作站和移动终端；
所述工作站用于接收温度数据，并对所述接收到的温度数据进行深度分析；
所述移动终端用于直接向系统服务器请求指定导线接头处的温度数据，还用于接收所述工作站推送的针对温度数据的分析报告，并将所述分析报告呈现给用户；
优选的：移动终端通过指定导线接头处的唯一性标识请求所述指定导线接头处的温度数据；
下面对本发明的基于微网自组网的架空线路接头温度检测方法进行详细说明，所述方法包含如下步骤：
步骤S1：从设备检查可用下级节点列表，如果列表不为空，则进入步骤S3；否则进入步骤S2；
所述下级节点列表为和所述从设备保持直接通信连接的主设备或从设备；
优选的：主设备直接将温度数据发送给系统服务器而不进行下级节点列表的检查；
步骤S2：使用广播问询方式查询并更新可用下级节点列表；
步骤S3：在可用下级节点列表中选择最佳下级节点；
步骤S4：将温度数据发送至最佳下级节点；
步骤S5：将温度数据一级一级往下传，最终到达主设备以发送给系统服务器；
所述步骤S2具体为：
步骤S201：查询节点以广播方式向和其有直接通信连接的节点发送问询帧；
优选的：以第一频率发送问询帧；
步骤S202：收到广播问询帧的节点检查自身可用下级节点列表，如果列表为或列表中仅有查询节点，则不应答，否则，收到广播问询帧的节点将自身标识，其最佳下级节点及其累计信号强度以及级联阶数一起应答给查询节点；
其中：级联阶数为所述最佳下级节点和主设备之间最小的连接级数；如果存在多个主设备和所述最佳下级节点连接，则所述连接级数最小的主设备和所述最佳下级节点之间的连接级数为级联阶数；
如果一节点和主设备之间不能进行数据通信，则所述级联阶数为无穷大；
步骤S203：查询节点检查应答情况，如果无应答，返回至步骤S201进行反复查询，如果有应答则进入下一步骤S204；
步骤S204：基于接收到的应答信息更新可用下级节点列表；
所述步骤S3具体为：
S301：在可用下级节点列表中选择级联阶数最小的节点；如果所选择节点的个数为1，则将所述选择的节点设置为最佳下级节点并进入步骤S304，否则进入步骤S302；
优选的：如果所述节点为主设备，则级联阶数为0；主设备在接收到温度信息后，不再寻找下级节点而是直接进行温度数据的上传；
优选的：在当前主设备和系统服务器之间通信的信号强度小于第一阈值时，所述当前主设备通过广播的方式寻找其他主设备，并将所述温度数据发送给其他主设备以进行温度数据的上传；
优选的：所述选择其他主设备，具体为：在和所述当前主设备连接的所有主设备中基于设备热度选择最佳主设备，并将温度数据发送给所述最佳主设备；
其中，基于设备热度选择最佳主设备，具体为：选择在最近的第一时间间隔内和系统服务器通信次数最多的主设备作为最佳主设备；
S302：计算各选择节点的累计信号强度值；采用下式进行累计信号强度值的计算；
累计信号强度值＝本节点与各选择节点之间的通信信号强度值+各选择节点的最佳下级节点累计信号强度；
S303：从各选择节点中选取累积信号强度值最大的选择节点为最佳下级节点；
S304：检查刚选取的最佳下级节点是否与上一次确定的最佳下级节点一致，如果不一致，进入步骤S305，如果一致，则结束步骤S3；
S305：将最佳下级节点的更改信息以广播方式通告到所有下级节点，下级系欸但基于所述最佳下级节点信息更新其可用下级节点列表；
以上所述仅是本发明的较佳实施方式，故凡依本发明专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均包括于本发明专利申请范围内。

Claims (10)

1.一种基于微网自组网的架空线路接头温度检测方法，其特征在于，所述方法包含如下步骤：
步骤S1：从设备检查可用下级节点列表，如果列表不为空，则进入步骤S3；否则进入步骤S2；
步骤S2：使用广播问询方式查询并更新可用下级节点列表；
步骤S3：在可用下级节点列表中选择最佳下级节点；
步骤S4：将温度数据发送至最佳下级节点；
步骤S5：将温度数据一级一级往下传，最终到达主设备以发送给系统服务器。
2.根据权利要求1所述的基于微网自组网的架空线路接头温度检测方法，其特征在于，所述步骤S2具体为：
步骤S201：查询节点以广播方式向和其有直接通信连接的节点发送问询帧；
步骤S202：收到广播问询帧的节点检查自身可用下级节点列表，如果列表为或列表中仅有查询节点，则不应答，否则，收到广播问询帧的节点将自身标识，其最佳下级节点及其累计信号强度以及级联阶数一起应答给查询节点；
步骤S203：查询节点检查应答情况，如果无应答，返回至步骤S201进行反复查询，如果有应答则进入下一步骤S204；
步骤S204：基于接收到的应答信息更新可用下级节点列表。
3.根据权利要求2所述的基于微网自组网的架空线路接头温度检测方法，其特征在于，所述步骤S3具体为：
S301：在可用下级节点列表中选择级联阶数最小的节点；如果所选择节点的个数为1，则将所述选择的节点设置为最佳下级节点并进入步骤S304，否则进入步骤S302；
S302：计算各选择节点的累计信号强度值；采用下式进行累计信号强度值的计算；累计信号强度值＝本节点与各选择节点之间的通信信号强度值+各选择节点的最佳下级节点累计信号强度；
S303：从各选择节点中选取累积信号强度值最大的选择节点为最佳下级节点；
S304：检查刚选取的最佳下级节点是否与上一次确定的最佳下级节点一致，如果不一致，进入步骤S305，如果一致，则结束步骤S3；
S305：将最佳下级节点的更改信息以广播方式通告到所有下级节点，下级系欸但基于所述最佳下级节点信息更新其可用下级节点列表。
4.根据权利要求3所述的基于微网自组网的架空线路接头温度检测方法，其特征在于，级联阶数为所述最佳下级节点和主设备之间最小的连接级数；如果存在多个主设备和所述最佳下级节点连接，则所述连接级数最小的主设备和所述最佳下级节点之间的连接级数为级联阶数。
5.根据权利要求4所述的基于微网自组网的架空线路接头温度检测方法，其特征在于，在当前主设备和系统服务器之间通信的信号强度小于第一阈值时，所述当前主设备通过广播的方式寻找其他主设备，并将所述温度数据发送给其他主设备以进行温度数据的上传。
6.根据权利要求5所述的基于微网自组网的架空线路接头温度检测方法，其特征在于，所述寻找其他主设备，具体为：在和所述当前主设备连接的所有主设备中基于设备热度选择最佳主设备，并将温度数据发送给所述最佳主设备。
7.根据权利要求6所述的基于微网自组网的架空线路接头温度检测方法，其特征在于，基于设备热度选择最佳主设备，具体为：选择在最近的第一时间间隔内和系统服务器通信次数最多的主设备作为最佳主设备。
8.一种使用权利要求1～7中任一项所述的基于微网自组网的架空线路接头温度检测方法进行温度检测的基于微网自组网的架空线路接头温度检测系统，其特征在于，所述系统包括：一个或者多个接头温度采集器，系统服务器，工作站，移动终端，第一通信网络，第二通信网络；其中：系统服务器和工作站，移动终端之间通过第一通信网络连接，系统服务器和接头温度采集器之间通过第二通信网络连接；
所述接头温度采集器包括主设备和从设备，无线微网自组网；主设备配置有第一频率的无线通讯模块，GPRS通讯模块和温度采集装置，从设备配置有第一频率的无线通讯模块和温度采集装置；主设备和从设备之间通过无线微网自组网进行数据通信；所述从设备使用无线通讯模块通过无线微网自组网将数据传给主设备；
所述从设备和/或主设备上设置在输电线路的导线接头处；所述温度检测装置用于对导线接头处的温度进行温度检测，所述主设备和/或从设备用于将所述检测到的温度数据发送给下级节点并最终发送给系统服务器；
主设备用于通过GPRS通信的方式将自身采集的温度数据或从上级节点接收到的温度数据发送给所述系统服务器；
所述系统服务器用于接收和缓存所接收到的温度数据，还用于将温度数据发送给工作站和移动终端；
所述工作站用于接收温度数据，并对所述接收到的温度数据进行深度分析；
所述移动终端用于直接向系统服务器请求指定导线接头处的温度数据，还用于接收所述工作站推送的针对温度数据的分析报告，并将所述分析报告呈现给用户。
9.根据权利要求8所述的基于微网自组网的架空线路接头温度检测系统，其特征在于，从设备和主设备之间，从设备和主设备之间通过无线微网自组网的方式通信连接；具体的：在进行从设备的设置和布局时，只要从设备能够至少和一个从设备或者至少和一个主设备通信连接则自组网完成。
10.根据权利要求9所述的基于微网自组网的架空线路接头温度检测系统，其特征在于，在设置新的从设备时，使得所述从设备的无线通信模块主动发送第一频率的握手数据包，如果所述新的从设备能够接收到至少一个应答数据包，则所述新的从设备的设置完毕。
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