CN112672305A - 一种应用于高压输电线路的测温终端的组网系统 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种应用于高压输电线路的测温终端的组网系统，将测温终端分为两部分，分别为一级测温终端和二级测温终端，二级测温终端将采集的温度数据发送至与其连接的一级测温终端，由一级测温终端上传至网关最终发送到云服务器。由于测温终端之间的距离通常较近，所以能够大大降低无线通信的距离要求，并且，一级测温终端仅上传自身的温度数据和与其连接的二级测温终端的温度数据，所以节点数量较少，数据传输的实时性较高。最后，利用一级测温终端上传温度数据，不需要额外增加硬件，不产生额外的成本。
Description
技术领域
本申请涉及电子通信领域，特别是涉及一种应用于高压输电线路的测温终端的组网系统。
背景技术
电力设备运行异常或故障通常表现为温度的异常变化，因此对电力设备的温度监测是电力设备安全监控最为有效、经济的方式，对电力设备的安全运行具有重大意义。高压输电线路中，连接点是最容易产生过热现象的位置，连接点的电阻过高，则会导致电路运行过程中出现发热或者被烧坏的现象。随着阻值不断增大，连接点的发热现象也越来越严重。
当前，采集连接点的温度数据通常是在每个连接点处设置测温设备，然后无线上传至云服务器，但是由于高压输电线路很长，连接点的数量也是非常多，所以对于无线通信的距离要求就非常高，并且如果都上传至同一个云服务器，节点数量过多，导致数据传输实时性较差。
由此可见，如何克服无线通信距离的限制和提高数据传输实时性差的问题是本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
本申请的目的是提供一种应用于高压输电线路的测温终端的组网系统，用于。
为解决上述技术问题，本申请提供一种应用于高压输电线路的测温终端的组网系统，包括：设置于各连接点处的测温终端，所述测温终端包括无线通信模块；
所述测温终端中的一部分终端作为一级测温终端，另一部分作为二级测温终端，所述二级测温终端，用于通过自身的无线通信模块与所述一级测温终端无线连接以上传本连接点的所述温度数据，所述一级测温终端用于获取本连接点的所述温度数据和所述二级测温终端发送的所述温度数据，并将所获取的所述温度数据上传至网关以发送至云服务器；
其中，所述一级测温终端的数量小于所述二级测温终端的数量，且所述一级测温终端与所述二级测温终端的通信距离小于所述二级测温终端与所述网关的通信距离。
优选地，所述一级测温终端与所述网关的通信距离为所述网关最大通信距离的50％-70％。
优选地，所述温度数据包括一级测温终端的地址，同一个所述二级测温终端与至少两个所述一级测温终端无线连接，所述一级测温终端在接收到所述二级测温终端发送的所述温度数据且包含的地址匹配的情况下，将所获取的所述温度数据上传至所述网关，否则忽略地址不匹配的所述温度数据。
优选地，所述一级测温终端还用于对待上传的所述温度数据添加网关的地址，同一个所述一级测温终端与至少两个所述网关无线连接，所述网关在接收到所述一级测温终端发送的所述温度数据且包含的地址匹配的情况下，将所获取的所述温度数据发送至云服务器，否则忽略地址不匹配的温度数据。
优选地，所述一级测温终端对待上传的所述温度数据打包后添加一个所述网关的地址。
优选地，所述二级测温终端采用调频机制向所述一级测温终端发送所述温度数据。
优选地，所述一级测温终端在向所述网关上传所述温度数据后，进入休眠模式，直到下一次发送所述温度数据。
优选地，所述一级测温终端还用于接收所述网关发送的控制指令，并将所述控制指令发送至对应的所述二级测温终端。
优选地，所述测温终端的测温模块为红外测温模块。
优选地，所述无线通信模块为LoRa无线通信模块。
本申请所提供的应用于高压输电线路的测温终端的组网系统，将测温终端分为两部分，分别为一级测温终端和二级测温终端，二级测温终端将采集的温度数据发送至与其连接的一级测温终端，由一级测温终端上传至网关最终发送到云服务器。由于测温终端之间的距离通常较近，所以能够大大降低无线通信的距离要求，并且，一级测温终端仅上传自身的温度数据和与其连接的二级测温终端的温度数据，所以节点数量较少，数据传输的实时性较高。最后，利用一级测温终端上传温度数据，不需要额外增加硬件，不产生额外的成本。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例，下面将对实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的一种应用于高压输电线路的测温终端的组网系统的结构图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下，所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护范围。
本申请的核心是提供一种应用于高压输电线路的测温终端的组网系统。
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步的详细说明。
图1为本申请实施例提供的一种应用于高压输电线路的测温终端的组网系统的结构图。如图1所示，该系统包括：设置于各连接点处的测温终端，测温终端包括无线通信模块，用于与其它设备无线连接。
测温终端中的一部分终端作为一级测温终端1，另一部分作为二级测温终端2。二级测温终端2，用于通过自身的无线通信模块与一级测温终端1无线连接以上传本连接点的温度数据。一级测温终端1用于获取本连接点的温度数据和二级测温终端2发送的温度数据，并将所获取的温度数据上传至网关3以发送至云服务器。
其中，一级测温终端1的数量小于二级测温终端2的数量，且一级测温终端1与二级测温终端2的通信距离小于二级测温终端2与网关3的通信距离。
首先，对于本申请中的应用场景进行说明，测温终端设置于高压输电线路的各连接点，测温终端包括测温模块、单片机和无线通信模块，测温模块的类型不作限定。由于高压输电线路的环境较为恶劣，优选的为非接触式测温模块，例如红外测温模块。此外，无线通信模块为LoRa无线通信模块，LoRa通信机制，适用于多个测温终端组网。在安装过程中，为了防止雨雪天气，除了测温探头以外，其余器件都封装在壳体内。测温模块在采集到温度数据后，将该数据发送至单片机，单片机再将温度数据发送至无线通信模块。测温终端的无线通信模块与网关无线连接，网关包含有主控芯片，用于对温度数据进行相应处理，再将所得到的温度数据发送至云服务器。
由于各连接点均设置有测温终端，所以测温终端的数量非常大，如果将每个测温终端均与网关无线连接的话，需要对网关的建设成本投入很大，故本实施例中，将一部分测温终端作为一级测温终端，另一部分作为二级测温终端，由一级测温终端与网关通信连接，使得网关的数量就相应减少，再由网关与云服务器通信连接，最终实现全部测温终端的温度数据的上传。
通常情况下，选取一段距离范围内位于中间距离的测温终端作为一级测温终端，该段距离范围内的其它测温终端作为二级测温终端，使得每个二级测温终端距离一级测温终端的距离均不会太远，从而保证通信质量。可以理解的是，由于通信距离的限制，如果每个测温终端直接与网关通信，则需要设置很多网关，网关的建设成本必然很高，并且，由于测温终端本身具有数据传输的功能，所以利用该功能实现网关的部分作用。
在具体实施中，一级测温终端与二级测温终端的通信距离可以适当减小，保证通信质量，故对于测温终端的无线通信模块的要求也能够适当降低。一个一级测温终端通常与多个二级测温终端建立无线连接，以将自身采集到的连接点的温度数据发送至二级测温终端。考虑到一条支路若节点数太多将会引发数据实时性较差的问题，故一级测温终端所连接的二级测温终端的数量需要加以限定，具体数量可根据实际情况确定。一级测温终端除了要采集本地连接点的温度数据外，还会接收到二级测温终端发送的温度数据，所以一级测温终端需要向网关发送至少2个连接点的温度数据。
可以理解的是，本实施例中，对于一级测温终端和二级测温终端的采集频率不作限定，通常情况下，同属于同一个一级测温终端的二级测温终端是同步采集的，然后发送至一级测温终端，一级测温终端在获取到各二级测温终端的温度数据和本连接点的温度数据后，同时上传至网关。在其它实施例中，一级测温终端还包括：将所得到的温度数据(本连接点的温度数据和与其连接的二级测温终端发送的温度数据)压缩和加密，从而提高数据传输的速度和数据安全性。优选地，加密方法可以采用AES加密算法。
本申请实施例提供的应用于高压输电线路的测温终端的组网系统，将测温终端分为两部分，分别为一级测温终端和二级测温终端，二级测温终端将采集的温度数据发送至与其连接的一级测温终端，由一级测温终端上传至网关最终发送到云服务器。由于测温终端之间的距离通常较近，所以能够大大降低无线通信的距离要求，并且，一级测温终端仅上传自身的温度数据和与其连接的二级测温终端的温度数据，所以节点数量较少，数据传输的实时性较高。最后，利用一级测温终端上传温度数据，不需要额外增加硬件，不产生额外的成本。
在上述实施例的基础上，一级测温终端与网关的通信距离为网关最大通信距离的50％-70％。
在上述实施例中，对于一级测温终端的数量不作限定，考虑到一级测温终端的数量较多，会对网关提出较高要求，如果一级测温终端的数量较少，则单个一级测温终端发送的数据量较大，所以本实施例中，一级测温终端与网关的通信距离为网关最大通信距离的50％-70％。
为了提高数据传输的可靠性，避免一级测温终端故障时，与其连接的二级测温终端的温度数据无法上传，在上述实施例的基础上，温度数据包括一级测温终端的地址，同一个二级测温终端与至少两个一级测温终端无线连接。同时，考虑到如果同一个连接点的温度数据被两个一级测温终端上传，则造成云服务器得到大量重复性数据，造成资源浪费，故一级测温终端在接收到二级测温终端发送的温度数据且包含的地址匹配的情况下，将所获取的温度数据上传至网关，否则忽略地址不匹配的温度数据。
在具体实施中，虽然二级测温终端与至少两个一级测温终端无线连接，但是该温度数据中包含有一级测温终端的地址，也就是说，该地址是用于表明由哪个一级测温终端上传连接点的温度数据。所以对于同一个二级测温终端来说，温度数据中仅包含一个一级测温终端的地址，虽然其它一级测温终端也能够获取到该温度数据，但是由于温度数据中的地址与自身的地址不匹配，故做丢弃处理。
当某一一级测温终端故障时，只需要修改二级测温终端中温度数据包含的一级测温设备的地址即可，无需修改拓扑结构。
同样的，为了提高数据传输的可靠性，避免网关故障时，与其连接的一级测温终端所发送的温度数据无法上传，在上述实施例的基础上，一级测温终端还用于对待上传的温度数据添加网关的地址，同一个一级测温终端与至少两个网关无线连接。同时，考虑到如果同一个连接点的温度数据被两个一级测温终端上传，则造成云服务器得到大量重复性数据，造成资源浪费，故网关在接收到一级测温终端发送的温度数据且包含的地址匹配的情况下，将所获取的温度数据发送至云服务器，否则忽略地址不匹配的温度数据。
在具体实施中，虽然一级测温终端与至少两个网关无线连接，但是待上传的温度数据中包含有网关的地址，也就是说，该地址是用于表明由哪个网关上传各连接点的温度数据。所以对于同一个一级测温终端来说，待上传的温度数据中仅包含一个网关的地址，虽然其它网关也能够获取到该温度数据，但是由于温度数据中的地址与自身的地址不匹配，故做丢弃处理。
当某一网关故障时，只需要修改一级测温终端中待上传的温度数据包含的网关的地址即可，无需修改拓扑结构。
进一步的，为了避免数据传输混乱，一级测温终端对待上传的温度数据打包后添加一个网关的地址。
为了增加组网系统对干扰的鲁棒性，在上述实施例的基础上，二级测温终端采用调频机制向一级测温终端发送温度数据，即二级测温终端从多个可用的信道中随机选择一个来进行发送。
在具体实施中，各连接点发生故障的变化是较为缓慢的，故温度数据的采集频率不需要很高，所以一级测温终端不需要一直处于开启状态，否则功耗较高。优选地，一级测温终端在向网关上传温度数据后，进入休眠模式，直到下一次发送温度数据。
为了实现对二级测温终端的控制，在上述实施例的基础上，一级测温终端还用于接收网关发送的控制指令，并将控制指令发送至对应的二级测温终端。本实施例中，控制指令对应的操作不作限定，例如，修改二级测温终端的采集频率，或者修改二级测温终端中的温度数据所包含的一级测温终端的地址。
以上对本申请所提供的应用于高压输电线路的测温终端的组网系统进行了详细介绍。说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围内。
还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
Claims (10)
1.一种应用于高压输电线路的测温终端的组网系统，其特征在于，包括：设置于各连接点处的测温终端，所述测温终端包括无线通信模块；
所述测温终端中的一部分终端作为一级测温终端，另一部分作为二级测温终端，所述二级测温终端，用于通过自身的无线通信模块与所述一级测温终端无线连接以上传本连接点的所述温度数据，所述一级测温终端用于获取本连接点的所述温度数据和所述二级测温终端发送的所述温度数据，并将所获取的所述温度数据上传至网关以发送至云服务器；
其中，所述一级测温终端的数量小于所述二级测温终端的数量，且所述一级测温终端与所述二级测温终端的通信距离小于所述二级测温终端与所述网关的通信距离。
2.根据权利要求1所述应用于高压输电线路的测温终端的组网系统，其特征在于，所述一级测温终端与所述网关的通信距离为所述网关最大通信距离的50％-70％。
3.根据权利要求1所述应用于高压输电线路的测温终端的组网系统，其特征在于，所述温度数据包括一级测温终端的地址，同一个所述二级测温终端与至少两个所述一级测温终端无线连接，所述一级测温终端在接收到所述二级测温终端发送的所述温度数据且包含的地址匹配的情况下，将所获取的所述温度数据上传至所述网关，否则忽略地址不匹配的所述温度数据。
4.根据权利要求3所述应用于高压输电线路的测温终端的组网系统，其特征在于，所述一级测温终端还用于对待上传的所述温度数据添加网关的地址，同一个所述一级测温终端与至少两个所述网关无线连接，所述网关在接收到所述一级测温终端发送的所述温度数据且包含的地址匹配的情况下，将所获取的所述温度数据发送至云服务器，否则忽略地址不匹配的温度数据。
5.根据权利要求4所述应用于高压输电线路的测温终端的组网系统，其特征在于，所述一级测温终端对待上传的所述温度数据打包后添加一个所述网关的地址。
6.根据权利要求3所述应用于高压输电线路的测温终端的组网系统，其特征在于，所述二级测温终端采用调频机制向所述一级测温终端发送所述温度数据。
7.根据权利要求1所述应用于高压输电线路的测温终端的组网系统，其特征在于，所述一级测温终端在向所述网关上传所述温度数据后，进入休眠模式，直到下一次发送所述温度数据。
8.根据权利要求1所述应用于高压输电线路的测温终端的组网系统，其特征在于，所述一级测温终端还用于接收所述网关发送的控制指令，并将所述控制指令发送至对应的所述二级测温终端。
9.根据权利要求1所述应用于高压输电线路的测温终端的组网系统，其特征在于，所述测温终端的测温模块为红外测温模块。
10.根据权利要求1至9任意一项所述应用于高压输电线路的测温终端的组网系统，其特征在于，所述无线通信模块为LoRa无线通信模块。
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