CN114051033B - 一种低功耗的输电线路数据传输方法及终端 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种低功耗的输电线路数据传输方法及终端，通过接收待传输数据后，判断待传输数据的数据量是否大于预设的数据量，只有在待传输数据的数据量大于预设的数据量时才发送对应数据传输信令至输链路的下一级节点，并且当传输链路中存在已唤醒的节点时，优先将信令发送至已唤醒的节点，从而通过设置休眠状态和唤醒状态，避免传输链路中的微波设备长时间工作使得传输链路的消耗功率增大的情况；同时，当进行数据传输时，优先选用已经唤醒的节点进行传输，避免了微波设备的频繁唤醒，提高了微波设备的使用寿命，实现降低输电线路的功耗的同时，保证微波设备具有较长的使用寿命。

Description

一种低功耗的输电线路数据传输方法及终端

技术领域

本发明涉及数据传输技术领域，特别是涉及一种低功耗的输电线路数据传输方法及终端。

背景技术

在输电线路领域中通常需要通过监控装置对输电线路进行日常巡视和监测。其中，特别是对于杆塔上的金具以及杆塔与杆塔之间的输电线的监测。由于杆塔上的金具以及输电线均是暴露在杆塔之外，因此容易受到外界环境的影响，如金具出现老化、松动以及输电线结冰等情况。通过日常巡视和监测，能够及早发现输电线路以及杆塔存在的隐患。

通常监测到的图像数据需要进一步沿输电线路传输到服务器。但对于远距离输电线路之间的数据传输，其通信质量会受到输电线主站位置的影响。如设置在偏远地区无公网信号的输电线主站，其通信质量将大大降低，而导致输电线路之间的数据传输信号不佳。因此，现有通常采用微波技术实现输电线路之间的数据传输。即通过在输电线上设置微波设备，利用微波设备之间的通信实现输电线路之间的数据传输。但微波设备的功耗高，使得输电线路整体的功耗增加。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种低功耗的输电线路数据传输方法及终端，降低输电线路的功耗。

为了解决上述技术问题，本发明采用的一种技术方案为：

一种低功耗的输电线路数据传输方法，包括步骤：

接收待传输数据；

判断所述待传输数据的数据量是否大于预设的数据量，若是，则发送信令至传输链路的下一级节点，若否，则缓存所述待传输数据直至数据量达到预设的数据量；

所述发送信令至传输链路的下一级节点包括步骤：

判断传输链路的下一级节点中是否存在已唤醒的节点，若存在，则将所述信令发送至所述已唤醒的节点进行传输，若不存在，则将所述信令发送至所述传输链路的下一级节点中的任一节点。

为了解决上述技术问题，本发明采用的另一种技术方案为：

一种低功耗的输电线路数据传输终端，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述的一种低功耗的输电线路数据传输方法中的各个步骤。

本发明的有益效果在于：通过接收待传输数据后，判断待传输数据的数据量是否大于预设的数据量，只有在待传输数据的数据量大于预设的数据量时才发送对应数据传输信令至输链路的下一级节点，并且当传输链路中存在已唤醒的节点时，优先将信令发送至已唤醒的节点，从而通过设置休眠状态和唤醒状态，避免传输链路中的微波设备长时间工作使得传输链路的消耗功率增大的情况；同时，当进行数据传输时，优先选用已经唤醒的节点进行传输，避免了微波设备的频繁唤醒，提高了微波设备的使用寿命，实现降低输电线路的功耗的同时，保证微波设备具有较长的使用寿命。

附图说明

图1为本发明实施例的一种低功耗的输电线路数据传输方法的步骤流程图；

图2为本发明实施例的一种低功耗的输电线路数据传输装置的一种结构示意图；

图3为本发明实施例的一种低功耗的输电线路数据传输装置的组网结构示意图。

具体实施方式

为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。

请参照图1，一种低功耗的输电线路数据传输方法，包括步骤：

接收待传输数据；

判断所述待传输数据的数据量是否大于预设的数据量，若是，则发送信令至传输链路的下一级节点，若否，则缓存所述待传输数据直至数据量达到预设的数据量；

所述发送信令至传输链路的下一级节点包括步骤：

判断传输链路的下一级节点中是否存在已唤醒的节点，若存在，则将所述信令发送至所述已唤醒的节点进行传输，若不存在，则将所述信令发送至所述传输链路的下一级节点中的任一节点。

由上述描述可知，本发明的有益效果在于：通过接收待传输数据后，判断待传输数据的数据量是否大于预设的数据量，只有在待传输数据的数据量大于预设的数据量时才发发送对应数据传输信令至输链路的下一级节点，并且当传输链路中存在已唤醒的节点时，则优先将信令发送至已唤醒的节点，从而通过设置休眠状态和唤醒状态，避免传输链路中的微波设备长时间工作，使得传输链路的消耗功率增大；同时，当进行数据传输时，优先选用已经唤醒的节点进行传输，避免了微波设备的频繁唤醒提高了微波设备的使用寿命，实现降低输电线路的功耗的同时，保证微波设备具有较长的使用寿命。

进一步地，所述将所述信令发送至所述已唤醒的节点进行传输包括：

获取每一所述已唤醒的节点的ID；

预设唤醒时长，根据所述预设唤醒时长与每一所述已唤醒的节点的已唤醒时长得到每一所述已唤醒的节点的唤醒时差；

根据所述唤醒时差，对所述已唤醒的节点的ID进行排序得到唤醒时间序列；

根据所述唤醒时间序列，将所述信令发优先送至ID次序为前预设个数的任一节点。

由上述描述可知，通过设置唤醒时长，并根据唤醒时长与节点的已唤醒时长得到每一节点的唤醒时差，再根据每一节点唤醒时间的次序优先挑选出唤醒时间较短的节点用于数据传输，从而提高节点的利用率，避免节点使用时间过长导致设备发热产生额外的能量消耗。

进一步地，预设唤醒时长区间；

完成数据传输后，判断当前节点的所述唤醒时差是否与所述预设唤醒时长区间存在交集，或判断当前节点的所述唤醒时长是否大于所述预设唤醒时长，若是，则完成数据传输后进入休眠状态。

由上述描述可知，在每次数据传输完成后，通过设置唤醒时长区间，并根据唤醒时长区间判断当前节点的唤醒时长是否接近预设唤醒时长，从而将唤醒时长接近上限的节点关闭，进一步减小能耗，并且能够避免出现数据传输过程中节点突然关闭的情况。

进一步地，所述将所述信令发送至所述已唤醒的节点进行传输还包括：

获取每一所述已唤醒的节点当前的数据负载量；

根据所述当前的数据负载量与节点的额定负载量得到数据负载量权重比；

根据所述预设唤醒时长与节点的已唤醒时长得到唤醒时长权重比；

根据所述数据负载量权重比和所述唤醒时长权重比对所述已唤醒的节点的ID进行排序，得到节点ID的优先级序列；

根据所述优先级序列，将所述信令发优先送至ID次序为前预设个数的任一节点。

由上述描述可知，通过获取每一已唤醒的节点当前的数据负载量，并通过数据负载量权重比以及唤醒时长权重比对已唤醒的节点进行优先级排序，从中挑选出最优先级较高的节点，从而提高节点的利用率，同时避免单节点的数据负载量过载，导致设备功率增加产生更大的能耗。

进一步地，所述信令包括预唤醒信息；

所述缓存所述待传输数据直至数据量达到预设的数据量之前包括：

根据所述预唤醒信息设置所述节点中的抗干扰设备进入工作状态；

根据所述预唤醒信息设置所述节点中的微波通信设备进入预唤醒状态。

由上述描述可知，通过预唤醒信息提前将抗干扰设备进入工作状态，而微波通信设备处于唤醒状态，使得微波通信设备在进行数据传输前，提前将抗干扰设备开启，从而提高了微波通信设备数据传输过程的抗干扰能力，在数据到达后可以直接开启数据传输，提高数据的可靠性。

进一步地，所述接收待传输数据之后还包括：

设置中心传输区域，判断所述当前节点是否位于所述中心传输区域内，若是，则上传当前数据负载量；根据所述当前数据负载量获取传输路径信息，并根据所述输路径信息传输所述待传输数据；

若否，则执行判断所述待传输数据的数据量是否大于预设的数据量的步骤。

由上述描述可知，通过设置中心传输区域，当节点位于中心传输区域内时，由于中心传输区域内具有的节点数量大，并且链路关系复杂，若在节点端对链路进行计算则需要获取大量数据以及复杂的计算，将导致节点端的功率上升，而采用服务器接收当前节点的数据负载量，为当前节点规划最理想的传输路径，并通过信令的方式将对应的信息传递至当前节点，从而避免了节点的能量损耗。

进一步地，所述传输路径信息包括传输链路层级关系以及路径中每一节点的ID号；

所述根据所述输路径信息传输所述待传输数据包括：

根据所述传输链路层级关系以及所述每一节点的ID号传输所述待传输数据。

由上述描述可知，通过在传输路径信息添加传输链路层级关系以及路径中每一节点的ID号，使得当前节点能够根据对应的传输路径信息对待传输数据进行准确的链路传输。

进一步地，所述根据所述当前数据负载量获取传输路径信息，并根据所述输路径信息传输所述待传输数据之前包括：

判断是否获取到所述传输路径信息，若否，则执行所述判断传输链路的下一级节点中是否存在已唤醒的节点的步骤。

由上述描述可知，当节点无法接收到对应的传输路径信息或服务器根据当前信息无法得到最佳路径时，当前节点通过唤醒下一级节点进行数据传输，确保数据能够进行传输。

进一步地，所述传输路径信息还包括路径中每一节点的待负载数据量；

获取与当前节点ID对应的待负载数据量；

根据当前节点的所述待负载数据量以及当前的数据负载量得到总数据负载量；

根据所述总数据负载量更新当前节点的数据负载量。

由上述描述可知，每一节点通过获取传输路径信息中与自身ID对应的待负载数据量，从而能够提前预知对应的数据负载量，并且防止节点上数据超载。

本发明另一实施例提供了一种低功耗的输电线路数据传输终端，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述的一种低功耗的输电线路数据传输方法中的各个步骤。

本发明上述一种低功耗的输电线路数据传输方法及终端够适用于不同场景下的输电线路数据传输，如郊区等空旷偏僻区域以及无公网信号覆盖的地区，以下通过具体实施方式进行说明：

实施例一

请参照图1，一种低功耗的输电线路数据传输方法，包括步骤：

S1、接收待传输数据；

具体的，传输链路的目标杆塔上设置有监测装置，监测装置包括监控摄像头和数据传输设备，摄像头对杆塔上的金具以及输电线进行日常巡视和监测；摄像头常态下定期上传所获取的杆塔及其周围环境的图像至同一监测装置上的数据传输设备，当发生突发情况时，摄像头接收感应进行抓拍；并对常态下监控的图像数据以及突发情况下捕获的图像数据分别设置不同的事件等级；常态下监控上传的图像数据为可缓存数据，跳转执行步骤S2上传该可缓存数据；突发情况下捕获的图像数据为实时传输数据，跳转执行步骤S4上传该实时传输数据；

在一种可选的实施方式中，每一杆塔上均设置有监控摄像头；

S2、判断所述待传输数据是否为本节点产生的数据，若是，则执行步骤S3；若否，则执行步骤S4；

S3、判断所述待传输数据的数据量是否大于预设的数据量，若是，执行步骤S4，若否，则缓存所述待传输数据直至数据量达到预设的数据量后执行步骤S4；

即当常态下监控的可缓存数据的数据量达到所述预设的数据量后将对应的缓存数据进行传输；或当前节点已处于唤醒状态，则接收待传输数据后便进行数据传输；

S4、判断传输链路的下一级节点中是否存在已唤醒的节点，若存在，则执行步骤S5，若不存在，则执行步骤S6，若已唤醒的节点数量为1，则直接传送信令至该唯一的已唤醒节点；

S5、将所述信令发送至所述已唤醒的节点进行传输，具体的：

S51、获取下一级节点中每一所述已唤醒的节点的ID；

S52、预设唤醒时长，根据所述预设唤醒时长与每一所述已唤醒的节点的已唤醒时长得到每一所述已唤醒的节点的唤醒时差；

S53、根据所述唤醒时差，对所述已唤醒的节点的ID进行排序得到唤醒时间序列；如将所述唤醒时差的值最大的节点ID设置在首位，并以此类推得到所述唤醒时间序列；

S54、根据所述唤醒时间序列，将所述信令发优先送至ID次序为前预设个数的任一节点；同时，预设唤醒时长区间；完成数据传输后，判断当前节点的所述唤醒时差是否与所述预设唤醒时长区间存在交集，或判断当前节点的所述唤醒时长是否大于所述预设唤醒时长，若是，则完成数据传输后进入休眠状态；如，设置所述唤醒时长区间为0-15分钟，设置唤醒时长为60分钟，在一已唤醒节点完成数据传输后获取到该已唤醒节点的已唤醒时长为50分钟，即唤醒时差为10分钟，与所述唤醒时长区间存在交集，因此将该节点的状态改变为休眠状态；

在另一可选的实施方式中，通过结合节点的唤醒时长和数据负载量得到的最佳的下一级传输节点，即为上述步骤S52-S54的可替换方案，具体的：

S55、获取每一所述已唤醒的节点当前的数据负载量；

S56、根据所述当前的数据负载量与节点的额定负载量得到数据负载量权重比；

S57、根据所述预设唤醒时长与节点的已唤醒时长得到唤醒时长权重比；

S58、根据所述数据负载量权重比和所述唤醒时长权重比对所述已唤醒的节点的ID进行排序，得到节点ID的优先级序列；

S59、根据所述优先级序列，将所述信令发优先送至ID次序为前预设个数的任一节点；

如额定负载量为10M，节点当前的负载量为5M，得到数据负载量权重比为0.5，根据所述预设唤醒时长与节点的已唤醒时长得到唤醒时长权重比为5/6，根据得到的所述数据负载量权重比和所述唤醒时长权重比数值的大小从小到大排列，得到所述优先级序列；其中，可以增加不同的权重系数函数等控制所述数据负载量权重比和所述唤醒时长权重比之间的关系，从而能够针对不同的条件进行排序；进一步地根据所述优先级序列，将所述信令发优先送至ID次序为前预设个数的任一节点；

S6、将所述信令发送至所述传输链路的下一级节点中的任一节点；

在步骤S5中，所述信令包括预唤醒信息，发送所述信令至传输链路的下一级节点中未唤醒的节点，并根据所述预唤醒信息对所述节点设备进行预唤醒；根据所述预唤醒信息设置所述节点中的抗干扰设备进入工作状态；根据所述预唤醒信息设置所述节点中的微波通信设备进入预唤醒状态；再将带有唤醒信号的所述信令发送至所述进入预唤醒状态的节点，用于使所述节点进入数据传输预备状态；

在步骤S6中，直接将所述信令发送至已唤醒的节点，用于使所述节点进入数据传输预备状态；

请参照图3，其中，所述传输链路的下一级节点与上一级节点形成星型组网或链型组网；根据节点与服务器之间的距离对所述传输链路上的节点进行分级，并设置对应的层级ID；所述信令通过北斗卫星系统或窄带物联网进行传输，设备功率小，能够保持二十四小时工作；所述待传输数据通过微波通信设备进行传输，微波通信设备功率大，常态为待机或关机状态，通过所述预唤醒信息进行唤醒；通过将传输链路的下一级节点与上一级节形成星型组网或链型组网，从而能够根据不同节点的数据传输情况设置不同的组网形式，当节点获取的数据量较多时，可以采用星型组网的方式将数据分别传输至不同的下级节点；当节点获取的数据量较少时可以采用链型组网，减少不必要的设备消耗和能量消耗；通过减小节点上的电能消耗，使得节点上的设备能够仅通过太阳能进行供电，避免额外设置其他的供电设备使得设备成本增加。

实施例二

本实施例与实施例一的不同在于，通过设置中心传输区域对不同区域的节点采用不同的方式进行数据传输；

步骤S1之前还包括：

S0、判断所述当前节点是否位于所述中心传输区域内，若是，则将步骤S4切换为步骤S7、上传当前数据负载量，根据所述当前数据负载量获取传输路径信息，并根据所述输路径信息传输所述待传输数据；若未位于所述中心传输区域内，则执行如实施例一中所述步骤；

其中步骤S7包括：

S71、服务器接收位于所述中心传输区域内节点上传的所述当前数据负载量，同时获取所述中心传输区域内每一节点的唤醒状态和数据负载量；

S72、根据服务器与所述待传输数据节点的层级关系生成服务器与所述节点之间的拓扑关系，即得到服务器与所述节点之间所有可能的传输路径；

S73、根据所述中心传输区域内节点的唤醒状态和数据负载量进行权重计算得到与所述当前数据负载量相对应的链路传输路径，具体的：获取每一所述传输路径上每一节点的唤醒状态和数据负载量，再根据如实施例一中的步骤S56-S58的权重计算方法得到每一节点的权重值，将所述传输路径上每一节点的权重值累加，从而得到每一传输路径的权重累加值，将所述权重累加值由小至大排列进行优先值排序，最终得到最优的所述链路传输路径；

S74、将链路传输路径上节点的ID号以及层级关系生成所述传输路径信息发送至当前待传输的节点；

S75、当前节点判断是否获取到所述传输路径信息，若是，则获取所述传输路径信息的传输链路层级关系以及路径中每一节点的ID号，根据所述传输链路层级关系以及所述每一节点的ID号传输所述待传输数据；若在预设时间段内无法获取到所述传输路径信息，则跳转执行步骤S6；

其中，所述传输路径信息还包括路径中每一节点的待负载数据量；服务器获取所述中心传输区域内每一节点的当前负载数据量以及待负载数据量，得到每一节点的总数据负载量，并在步骤S73中根据所述总数据负载量更新节点的数据负载量；将待传输的数据负载量设置为待负载数据量，从而使所述中心传输区域内的每一节点能够为待传输的数据预留一定的数量负载量，避免节点上数量负载上过大使得设备功耗增大。

实施例三

本实例与实施例一或二的不同在于，所述传输链路中还包括缓冲节点；所述缓冲节点为与所述待传输数据节点相邻的同级节点；所述缓冲节点处于唤醒状态，且其对应的下一级节点中存在已唤醒的节点；

所述步骤S4中，若不存在已唤醒节点，则判断所述待传输数据节点是否存在对应的所述缓冲节点，若存在，则将所述信令发送至对应的所述缓冲节点，若不存，则执行步骤S6；

其中，在生成服务器与所述待传输数据节点之间的拓扑关系时，获取每一节点对应的所述缓冲节点生成新拓扑关系，并根据所述新拓扑关系计算得到所述链路传输路径；通过设置所述缓冲节点，进一步减少了传输链路中唤醒节点的数量，虽然增长了数据的传输路径，但在传输的数据不需要具备时效性时，能够大大减小设备的功耗。

实施例四

本发明另一实施例提供了一种低功耗的输电线路数据传输终端，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述实施例一或实施例二中的一种低功耗的输电线路数据传输方法中的各个步骤。

综上所述，本发明提供的一种低功耗的输电线路数据传输方法及终端，将待传输数据通过事件等级进行区分，当接收到的待传输数据为可缓存数据时，判断待传输数据的数据量是否大于预设的数据量，只有在待传输数据的数据量大于预设的数据量时才发送对应数据传输信令至输链路的下一级节点或对应的缓冲节点，并且当传输链路中存在已唤醒的节点时，通过计算已唤醒的节点的数据负载量以及唤醒时长得到最佳的传输路径，从而通过设置休眠状态和唤醒状态，避免传输链路中的微波设备长时间工作使得传输链路的消耗功率增大的情况；同时，当节点位于中心传输区域时，由服务器获取中心传输区域内所有节点的唤醒状态和数据负载量并结合节点的待传输数据数量得到最佳的传输路径，避免了在节点上进行大量数据计算，使得节点设备上的功耗减少，从而当进行数据传输时，通过优先选用已经唤醒的节点或当前节点对应的缓冲节点进行传输，共同实现了避免微波设备的频繁唤醒，提高了微波设备的使用寿命，实现降低输电线路的功耗的同时，保证微波设备具有较长的使用寿命的作用。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种低功耗的输电线路数据传输方法，其特征在于，包括步骤：

接收待传输数据；

判断所述待传输数据的数据量是否大于预设的数据量，若是，则发送信令至传输链路的下一级节点，若否，则缓存所述待传输数据直至数据量达到预设的数据量；

所述发送信令至传输链路的下一级节点包括步骤：

判断传输链路的下一级节点中是否存在已唤醒的节点，若存在，则将所述信令发送至所述已唤醒的节点进行传输，若不存在，则将所述信令发送至所述传输链路的下一级节点中的任一节点；

所述将所述信令发送至所述已唤醒的节点进行传输包括：

获取每一所述已唤醒的节点的ID；

获取每一所述已唤醒的节点当前的数据负载量；

根据所述当前的数据负载量与节点的额定负载量得到数据负载量权重比；

根据预设唤醒时长与节点的已唤醒时长得到唤醒时长权重比；

根据所述数据负载量权重比和所述唤醒时长权重比对所述已唤醒的节点的ID进行排序，得到节点ID的优先级序列；

根据所述优先级序列，将所述信令发优先送至ID次序为前预设个数的任一节点；

所述接收待传输数据之后还包括：

设置中心传输区域，判断所述当前节点是否位于所述中心传输区域内，若是，则上传当前数据负载量；根据所述当前数据负载量获取传输路径信息，并根据所述传输路径信息传输所述待传输数据；

若否，则执行判断所述待传输数据的数据量是否大于预设的数据量的步骤。

2.根据权利要求1所述的一种低功耗的输电线路数据传输方法，其特征在于，所述将所述信令发送至所述已唤醒的节点进行传输还包括另一可替代方案：

预设唤醒时长，根据所述预设唤醒时长与每一所述已唤醒的节点的已唤醒时长得到每一所述已唤醒的节点的唤醒时差；

根据所述唤醒时差，对所述已唤醒的节点的ID进行排序得到唤醒时间序列；

根据所述唤醒时间序列，将所述信令发优先送至ID次序为前预设个数的任一节点。

3.根据权利要求2所述的一种低功耗的输电线路数据传输方法，其特征在于，预设唤醒时长区间；

完成数据传输后，判断当前节点的所述唤醒时差是否与所述预设唤醒时长区间存在交集，或判断当前节点的所述唤醒时长是否大于所述预设唤醒时长，若是，则完成数据传输后进入休眠状态。

4.根据权利要求1所述的一种低功耗的输电线路数据传输方法，其特征在于，所述信令包括预唤醒信息；

所述缓存所述待传输数据直至数据量达到预设的数据量之前包括：

根据所述预唤醒信息设置所述节点中的抗干扰设备进入工作状态；

根据所述预唤醒信息设置所述节点中的微波通信设备进入预唤醒状态。

5.根据权利要求1所述的一种低功耗的输电线路数据传输方法，其特征在于，所述传输路径信息包括传输链路层级关系以及路径中每一节点的ID号；

所述根据所述输路径信息传输所述待传输数据包括：

根据所述传输链路层级关系以及所述每一节点的ID号传输所述待传输数据。

6.根据权利要求1所述的一种低功耗的输电线路数据传输方法，其特征在于，所述根据所述当前数据负载量获取传输路径信息，并根据所述输路径信息传输所述待传输数据之前包括：

判断是否获取到所述传输路径信息，若否，则执行所述判断传输链路的下一级节点中是否存在已唤醒的节点的步骤。

7.根据权利要求1所述的一种低功耗的输电线路数据传输方法，其特征在于，所述传输路径信息还包括路径中每一节点的待负载数据量；

获取与当前节点ID对应的待负载数据量；

根据当前节点的所述待负载数据量以及当前的数据负载量得到总数据负载量；

根据所述总数据负载量更新当前节点的数据负载量。

8.一种低功耗的输电线路数据传输终端，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1-7任意一项所述的一种低功耗的输电线路数据传输方法中的各个步骤。

Images