CN113709596A - 基于无线网桥的无信号区输电线路数据传输系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了基于无线网桥的无信号区输电线路数据传输系统，涉及电力系统技术领域。基于无线网桥的无信号区输电线路数据传输系统包括：多个杆塔，每个杆塔中包括无线传输装置，多个杆塔通过无线传输装置进行无线网桥的连接；无线传输装置包括：用于接收上一基杆塔发送数据的第一无线传输模块；以及，用于将数据发送至下一基杆塔的第二无线传输模块；第一无线传输模块和第二无线传输模块相连；多个杆塔中的最后一基杆塔中包括：与第一无线传输模块和第二无线传输模块相连的发射模块，发射模块将接收到的数据信息发送至监控中心。本发明能够实现基于大容量无线网桥的输电线路组网方案，并将数据信息传回监控中心，以便掌控输电线路的运行状况。
Description
技术领域
本发明涉及电力系统技术领域，尤其涉及基于无线网桥的无信号区输电线路数据传输系统。
背景技术
输电线路在电力系统中承担着输送电能的重要作用。目前，多数输电线路途经山区、戈壁、荒漠等无人区，跨越河流、湖泊，穿越无信号区等环境复杂、人迹罕至的地区，过境送出输电线路甚至会途经自然条件极为恶劣的原始森林，其属于极其困难地区，无公网信号覆盖，人员安全保障困难，给日常运维管理及事故巡视和抢修带来严峻挑战。因此，对输电线路在线监测至关重要。
输电线路在线监测系统可有效代替人工巡检，提高巡检密度，但是对通信依赖较高。目前，在输电线路在线监测系统中，需要将监测到的信息传输至监控中心，因此，输电线路在线监测系统包括通信部分。现有的通信部分大多使用公网通信和光纤通信。但是，公网存在明显的安全性差、可靠性差、后期通信费用高、覆盖面小等问题；而光纤通信功耗大，前期费用高，与国家电监局《电力二次系统安全防护》的要求相悖。同时，由于无信号区没有覆盖移动基站信号，不能及时获取无信号区输电线路的图像等在线监测设备的运行状况。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供基于无线网桥的无信号区输电线路数据传输系统，能够实现基于大容量无线网桥的输电线路组网方案，并将数据信息传回监控中心，以便掌控输电线路的运行状况。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
本发明实施例提供了基于无线网桥的无信号区输电线路数据传输系统，系统包括：多个杆塔，每个杆塔中包括无线传输装置，所述多个杆塔通过所述无线传输装置进行无线网桥的连接；所述无线传输装置包括：用于接收上一基杆塔发送数据的第一无线传输模块；以及，用于将数据发送至下一基杆塔的第二无线传输模块；所述第一无线传输模块和所述第二无线传输模块相连；所述多个杆塔中的最后一基杆塔中包括：与所述第一无线传输模块和所述第二无线传输模块相连的发射模块，所述发射模块将接收到的数据信息发送至监控中心。
在一些实施例中，所述第一无线传输模块和所述第二无线传输模块均为2.4G无线传输模块。
在一些实施例中，所述每个杆塔中所述第一无线传输模块的ID号与上一基杆塔的所述第二无线传输模块的ID号相一致，所述每个杆塔中所述第二无线传输模块的ID号与下一基杆塔的所述第一无线传输模块的ID号相一致。
在一些实施例中，所述无线传输装置还包括：用于接收通过定位装置发送数据的第三无线传输模块。
在一些实施例中，所述定位装置为GPS定位或北斗卫星定位，所述第三无线传输模块为2.4G无线传输模块；所述定位装置的ID号与所述第三无线传输模块的ID号相一致，通过所述定位装置能够与所述第三无线传输模块进行通信。
在一些实施例中，所述每个杆塔中所述第三无线传输模块的ID号均一致。
在一些实施例中，所述每个杆塔中还包括：与所述无线传输装置相连接的在线监测设备，用于监测杆塔的数据信息。
在一些实施例中，所述每个杆塔中还包括：处理器，用于处理各种指令；以及，存储模块，用于存储程序。
本发明的一些实施例还提供了一种采用如上所述的基于无线网桥的无信号区输电线路数据传输系统的传输方法，系统包括：多个杆塔，每个杆塔中包括无线传输装置，所述多个杆塔通过所述无线传输装置进行无线网桥的连接；所述无线传输装置包括：用于接收上一基杆塔发送数据的第一无线传输模块；以及，用于将数据发送至下一基杆塔的第二无线传输模块；所述传输方法包括：所述多个杆塔中的任意一基杆塔将数据信息通过所述第二无线传输模块传输至下一基杆塔的所述第一无线传输模块；按照上述步骤将数据信息逐级传输至最后一基杆塔；最后一基杆塔通过发射模块将接收到的数据信息发送至监控中心。
在申请号为201310328549.9公开的“基于无线传输的输电线路在线监测系统”中，通过第一无线传输模块、第二无线传输模块、第一无线通信单元和第二无线通信单元实现了无线传输，利用无线传感网络，将信息汇集并经现场监测主机进行计算分析，并通过3G无线通信网络将分析结果和图像发送至远程监控主机。但是，这种方法不适用于无信号区的输电线路数据传输。
本发明实施例中所提供的基于无线网桥的无信号区输电线路数据传输系统，通过设置第一无线传输模块和第二无线传输模块，实现基于大容量无线网桥的输电线路组网方案，灵活可靠的组网方案是实现高速安全的数据传输的基础，再通过发射模块的无线通信方式，将数据信息传回监控中心，从而实现无信号区杆塔的在线传输，使得相关部门能够对其所管辖线路的运行状况有全面的了解，有效提高了输电线路的管控水平。本发明实现了输电线路大容量、高可靠性的信息传输，解决了输电线路在极困难地区中，未有公网覆盖且数据信息无法回传的难题。
附图说明
为了更清楚地说明本公开中的技术方案，下面将对本公开一些实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例的附图，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。此外，以下描述中的附图可以视作示意图，并非对本公开实施例所涉及的产品的实际尺寸、方法的实际流程等的限制。
图1为根据本公开一些实施例中的基于无线网桥的无信号区输电线路数据传输系统的一种结构图；
图2为根据本公开一些实施例中的基于无线网桥的无信号区输电线路数据传输系统的另一种结构图。
具体实施方式
下面将结合附图，对本公开一些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公开一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本公开所提供的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
除非上下文另有要求，否则，在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”被解释为开放、包含的意思，即为“包含，但不限于”。在说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例性实施例”、“示例”或“一些示例”等旨在表明与该实施例或示例相关的特定特征、结构、材料或特性包括在本公开的至少一个实施例或示例中。上述术语的示意性表示不一定是指同一实施例或示例。此外，所述的特定特征、结构、材料或特点可以以任何适当方式包括在任何一个或多个实施例或示例中。
以下，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本公开实施例的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
本文参照作为理想化示例性附图的剖视图和/或平面图描述了示例性实施方式。在附图中，为了清楚，放大了层和区域的厚度。因此，可设想到由于例如制造技术和/或公差引起的相对于附图的形状的变动。因此，示例性实施方式不应解释为局限于本文示出的区域的形状，而是包括因例如制造而引起的形状偏差。例如，示为矩形的蚀刻区域通常将具有弯曲的特征。因此，附图中所示的区域本质上是示意性的，且它们的形状并非旨在示出设备的区域的实际形状，并且并非旨在限制示例性实施方式的范围。
本发明实施例提供基于无线网桥的无信号区输电线路数据传输系统，如图1所示，系统包括：多个杆塔1，每个杆塔1中包括无线传输装置11，多个杆塔1通过无线传输装置11进行无线网桥的连接。
无线网桥连接能够更加适用于恶劣环境的无信号区输电线路，搭建良好的网络传输环境，依借无线网桥优异的灵活性、可移动性和极强的可扩容性能够更好地适用于输电线路未来通信传输拓展。
在一些实施例中，如图1所示，无线传输装置11包括：用于接收上一基杆塔发送数据的第一无线传输模块111、以及用于将数据发送至下一基杆塔1的第二无线传输模块112，第一无线传输模块111和第二无线传输模块112相连。
通过设置第一无线传输模块111和第二无线传输模块112，使得无信号区杆塔1能够实现无线网桥的连接，将数据信息通过无线网桥逐级传输至最后一基杆塔，从而实现无信号区杆塔1的数据传输。
在一些实施例中，如图1所示，多个杆塔1中的最后一基杆塔中包括与第一无线传输模块111和第二无线传输模块112相连的发射模块114，发射模块114将接收到的数据信息发送至监控中心2。
这样，通过设置发射模块114，将数据信息通过无线通信方式传回至监控中心2，从而实现无信号区杆塔1的数据传输。
本发明实施例中所提供的基于无线网桥的无信号区输电线路数据传输系统，通过设置第一无线传输模块111和第二无线传输模块112，实现基于大容量无线网桥的输电线路组网方案，灵活可靠的组网方案是实现高速安全的数据传输的基础，再通过发射模块114的无线通信方式，将数据信息传回监控中心2，从而实现无信号区杆塔1的在线传输，使得相关部门能够对其所管辖线路的运行状况有全面的了解，有效提高了输电线路的管控水平。本发明实现了输电线路大容量、高可靠性的信息传输，解决了输电线路在极困难地区中，未有公网覆盖且数据信息无法回传的难题。
在一些实施例中，第一无线传输模块111和第二无线传输模块112均为2.4G无线传输模块。
2.4G无线传输的频段处于2400MHz~2485MHz之间，传输速率可达到300M，速度媲美蓝牙。另外，2.4G无线传输的传播距离超过1公里，且无需通过基站。2.4G无线传输的这些优点非常适用于输电线路的数据传输，尤其是无网络覆盖、无信号的输电线路地区。通过采用2.4G无线传输模块对输电线路进行组网，能够在输电线路段出现危害及缺陷时，及时实现数据的实时传输，进而无需人员巡视输电线路。
在一些示例中，每个杆塔中第一无线传输模块111的ID号与上一基杆塔1的第二无线传输模块112的ID号相一致，每个杆塔1中第二无线传输模块112的ID号与下一基杆塔1的第一无线传输模块111的ID号相一致。这样能够避免数据传输过程中发生混乱，保证数据传输的稳定性。
在一些实施例中，如图1所示，无线传输装置11还包括：用于接收通过定位装置发送数据的第三无线传输模块113。
在一些示例中，定位装置为GPS定位或北斗卫星定位，第三无线传输模块113为2.4G无线传输模块，定位装置的ID号与第三无线传输模块113的ID号相一致，通过定位装置能够与第三无线传输模块113进行通信。
巡线人员在没有网络基站的偏远地区巡检时，无法与外界沟通，当发生危险时无法及时将位置信息传递给相关人员，导致施救程序不能及时进行搜救，从而增加了巡线人员的危险性。
通过设置定位装置，在巡线人员到达杆塔1位置时，可以通过手持的定位装置与杆塔1上的2.4G第三无线传输模块113实现无线通信。定位装置将定位信息发送到距离巡线人员最近的杆塔1的第三无线传输模块113，然后将定位信息通过第一无线传输模块111传至下一基杆塔1，逐级传输，直到传输至最后一基杆塔，之后通过最后一基杆塔中的发射模块114将定位信息发送到监控中心2。这样可以在无基站的情况下接收巡线人员的定位信息，从而做到第一时间进行定点抢救，保证巡线人员的人身安全。
在一些示例中，每个杆塔中第三无线传输模块113的ID号均一致。这样，在巡线人员位于多个杆塔中任意一根杆塔的位置处，定位装置均能够通过距离巡线人员最近的杆塔，将定位信息传输至第三无线传输模块113。也就是说，无论巡线人员位于多个杆塔1中的哪一位置处，定位装置均能够将定位信息传输至距离最近杆塔的第三无线传输模块113，从而做到第一时间进行定点抢救，保证巡线人员的人身安全。
在一些示例中，发射模块114采用SIM卡。SIM卡将接收到的数据信息通过4G网络发送至监控中心2。这样能够保证数据传输的稳定性，在无基站的情况下传输数据信息，以便掌控输电线路的运行状况。
在一些实施例中，如图1所示，每个杆塔中还包括：与无线传输装置11相连接的在线监测设备12，用于监测杆塔1的数据信息。
上述在线监测设备12与无线传输装置11之间可以是直接相连，也可以是间接相连。
需要说明的是，本发明对在线监测设备12的具体结构和功能不做限制，具体可以根据实际需要选择设置。根据输电线路不同的需求，可以设置特定的在线监测设备12，实现监测功能，然后通过第一无线传输模块111和第二无线传输模块112，将监测到的数据信息传输至监控中心2，以便监控人员及时发现危险点和缺陷点，能够更加快速的为抢修维护做准备，从而加强输电线路的安全稳定运行。
例如，在线监测设备12可以实现绝缘子污秽监测、雷电监测、环境监测、导线微风振动监测、红外检测、紫外检测、超声波法检测、电场法检测中的一种或多种。
示例性的，环境监测可以采用激光雷达模块。激光雷达模块设置于杆塔1上，能够将线路名称、杆塔基数及杆塔1周围的树障信息传输至监控中心2，从而实现远程监控树障危害，保证输电线路的稳定运行。
示例性的，环境监测还可以采用可视化的识别模块。可视化的识别模块包括摄像头，摄像头设置于杆塔1上，镜头对准需要采集图片区域的位置，这样能够采集图片信息，然后对图片信息中的图片数据进行识别，判断是否存在危险物体，若是认定为外破物体，则通过第一无线传输模块111和第二无线传输模块112将信息回传至监控中心2，提供预警警报。
这样，能够将在线监测设备12采集的高清视频或其他数据回传至监控中心2，让电力人员不出户、不翻山越岭就能了解极困难地区段输电线路的运行情况。同时，这样也能够减少巡线工作的开展，降低人工巡视带来的安全问题，节省网络运营费用，降低成本。
在一些示例中，在线监测设备12通过交换机与无线传输模块相连接。
示例性的，在线监测设备12通过无线与交换机连接，然后通过网线与无线传输模块相连接。
在一些实施例中，如图1所示，每个杆塔中还包括：处理器13和存储模块14。处理器13用于处理各种指令，存储模块14用于存储程序。
示例性的，处理器13采用Xilinx公司的Zynq芯片，存储模块14采用Flash芯片。Zynq芯片内集成了FPGA (Field-Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)和ARM(Advanced RISC Machine，精简指令集计算机高级机器)。FPGA具有优秀的加速能力，对于输电线路存在的缺陷，可以更快的识别和传输，ARM拥有大量的免费IP，对于数据的处理及存储具有强大的功能。
无线传输装置11、在线监测设备12、存储模块14均分别与处理器13相连接，在线监测设备12将监测到的数据传输至处理器13，处理器13经过运算后传输至无线传输装置11，并通过无线传输装置11将数据传输至监控中心2。处理器13处理后的数据可以存储入存储模块14中。
上述无线传输装置11中的各类模块均分别与处理器13相连接，也就是说，第一无线传输模块111、第二无线传输模块112、第三无线传输模块113和发射模块114均直接与处理器13相连接。在每个杆塔的内部，处理器13将各类模块相连接起来，各类模块的信息通过处理器13相互传递。
例如，处理器13将第一无线传输模块111的信息传输至第二无线传输模块112。又如，处理器13将第三无线传输模块113的信息传输至第二无线传输模块112。再如，处理器13将第二无线传输模块112的信息传输至发射模块114。
在一些实施例中，如图1所示，每个杆塔中还包括：用于为处理器13提供电能的供电模块15。供电模块15采用太阳能板提供电能，能够更加方便且稳定的为杆塔1提供电能。
本发明的一些实施例提供一种采用如上所述的基于无线网桥的无信号区输电线路数据传输系统的传输方法，系统包括：多个杆塔1，每个杆塔1中包括无线传输装置11，多个杆塔1通过无线传输装置11进行无线网桥的连接。无线传输装置11包括：用于接收上一基杆塔1发送数据的第一无线传输模块111、以及用于将数据发送至下一基杆塔1的第二无线传输模块112，第一无线传输模块111和第二无线传输模块112相连。
此处，杆塔1、第一无线传输模块111和第二无线传输模块112之间的关系等，可以参照上述一些实施例中的说明，此处不再赘述。
在一些实施例中，如图1所示，该传输方法包括：S100~S300。
S100，多个杆塔1中的任意一基杆塔1将数据信息通过第二无线传输模块112传输至下一基杆塔1的第一无线传输模块111。
S200，按照上述步骤将数据信息逐级传输至最后一基杆塔。
S300，最后一基杆塔通过发射模块114将接收到的数据信息发送至监控中心2。
本发明的一些实施例所提供的传输方法所能实现的有益效果，与上述一些实施例中提供的基于无线网桥的无信号区输电线路数据传输系统所能实现的有益效果相同，此处不再赘述。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (10)
1.基于无线网桥的无信号区输电线路数据传输系统，其特征在于：
系统包括：多个杆塔，每个杆塔中包括无线传输装置，所述多个杆塔通过所述无线传输装置进行无线网桥的连接；
所述无线传输装置包括：
用于接收上一基杆塔发送数据的第一无线传输模块；以及，
用于将数据发送至下一基杆塔的第二无线传输模块；所述第一无线传输模块和所述第二无线传输模块相连；
所述多个杆塔中的最后一基杆塔中包括：与所述第一无线传输模块和所述第二无线传输模块相连的发射模块，所述发射模块将接收到的数据信息发送至监控中心。
2.如权利要求1所述的基于无线网桥的无信号区输电线路数据传输系统，其特征在于，
所述第一无线传输模块和所述第二无线传输模块均为2.4G无线传输模块。
3.如权利要求2所述的基于无线网桥的无信号区输电线路数据传输系统，其特征在于，
所述每个杆塔中所述第一无线传输模块的ID号与上一基杆塔的所述第二无线传输模块的ID号相一致，所述每个杆塔中所述第二无线传输模块的ID号与下一基杆塔的所述第一无线传输模块的ID号相一致。
4.如权利要求1所述的基于无线网桥的无信号区输电线路数据传输系统，其特征在于，
所述无线传输装置还包括：
用于接收通过定位装置发送数据的第三无线传输模块。
5.如权利要求4所述的基于无线网桥的无信号区输电线路数据传输系统，其特征在于，
所述定位装置为GPS定位或北斗卫星定位，所述第三无线传输模块为2.4G无线传输模块；
所述定位装置的ID号与所述第三无线传输模块的ID号相一致，通过所述定位装置能够与所述第三无线传输模块进行通信。
6.如权利要求5所述的基于无线网桥的无信号区输电线路数据传输系统，其特征在于，
所述每个杆塔中所述第三无线传输模块的ID号均一致。
7.如权利要求1所述的基于无线网桥的无信号区输电线路数据传输系统，其特征在于，
所述发射模块采用SIM卡。
8.如权利要求1所述的基于无线网桥的无信号区输电线路数据传输系统，其特征在于，
所述每个杆塔中还包括：与所述无线传输装置相连接的在线监测设备，用于监测杆塔的数据信息。
9.如权利要求1所述的基于无线网桥的无信号区输电线路数据传输系统，其特征在于，
所述每个杆塔中还包括：
处理器，用于处理各种指令；以及，
存储模块，用于存储程序。
10.一种采用如权利要求1-9所述的基于无线网桥的无信号区输电线路数据传输系统的传输方法，其特征在于，系统包括：多个杆塔，每个杆塔中包括无线传输装置，所述多个杆塔通过所述无线传输装置进行无线网桥的连接；
所述无线传输装置包括：
用于接收上一基杆塔发送数据的第一无线传输模块；以及，
用于将数据发送至下一基杆塔的第二无线传输模块；
所述传输方法包括：
所述多个杆塔中的任意一基杆塔将数据信息通过所述第二无线传输模块传输至下一基杆塔的所述第一无线传输模块；
按照上述步骤将数据信息逐级传输至最后一基杆塔；
最后一基杆塔通过发射模块将接收到的数据信息发送至监控中心。
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