CN114125985A - 一种适用于输电线路感知系统的通讯网络及通讯方法 - Google Patents
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Abstract
本申请公开一种适用于输电线路感知系统的通讯网络及通讯方法。所述方法包括建立物联网感知系统到每个基站节点的通讯线路，并建立各基站节点间的多跳通讯；每个物联网感知设备实时感知对应的输电线路运行状态，并获取当前最佳基站节点；从最佳基站节点开始依次选择最优的下一跳基站节点，组成转发输电线路运行状态的最优拓扑结构；由最优拓扑结构中的每一级基站节点执行部分数据分析，并将结果依次发送至下一级基站节点进行数据分析，由最后一级基站节点进行最终数据汇总分析。本申请能够将感知系统数据发送给最佳的基站节点进行数据分析，并且由每个最佳的基站节点对数据进行分块处理，保证数据传输过程中不会被篡改，提高数据安全性。
Description
技术领域
本申请涉及通信技术领域，尤其涉及一种适用于输电线路感知系统的通讯网络及通讯方法。
背景技术
输电线路是用变压器将发电机发出的电能升压后，再经断路器等控制设备接入输电线路来实现。结构形式，输电线路分为架空输电线路和电缆线路。
现有的输电线路一般是由人工巡线，但是由于输电线路的跨度大，非常容易受到各种环境的影响导致供电故障，很多环节不易人工发现，不能及时掌握线路状况，也不能及时解决输电线路存在的问题。
因此急需一种适用于输电线路的通讯网络，能够实时快速的进行数据传输和数据分析，克服人工巡线弊端。
发明内容
本申请提供了一种适用于输电线路感知系统的通讯方法，包括：
建立物联网感知系统到每个基站节点的通讯线路，并建立各基站节点间的多跳通讯；
物联网感知系统中每个物联网感知设备实时感知对应的输电线路运行状态，并获取当前最佳基站节点；
从最佳基站节点开始依次选择最优的下一跳基站节点，组成转发输电线路运行状态的最优拓扑结构；
由最优拓扑结构中的每一级基站节点执行部分数据分析，并将结果依次发送至下一级基站节点进行数据分析，由最后一级基站节点进行最终数据汇总分析。
如上所述的适用于输电线路感知系统的通讯方法，其中，在每个物联网感知设备内嵌入LoRa通信终端模组，每个物联网感知设备内的传感器通过串口通讯连接LoRa通信终端模组，LoRa通信终端模组通过点对点的方式接入基站节点；基站节点间通过无线多条实现远距离信息传输。
如上所述的适用于输电线路感知系统的通讯方法，其中，采用下式获取当前最佳基站节点：
其中，Hi表示与物联网传感器感知设备建立连接关系的第i个基站节点的运行能力，选择运行能力Hi最大的基站节点作为最优基站节点；TSi为第i个基站节点的数据处理能力；CHi为第i个基站节点数据存储能力；(xi,yi)第i个基站节点的位置坐标，(x1,y1)为物联网传感器感知设备的位置坐标；L为线路运行状态数据量。
如上所述的适用于输电线路感知系统的通讯方法，其中，采用下式确定下一跳基站节点：
其中，Hj表示与物联网传感器感知设备建立连接关系的第j个基站节点的运行能力，选择运行能力Hj最大的基站节点作为最优基站节点；TSj为第j个基站节点的数据处理能力；CHj为第j个基站节点数据存储能力；L为线路运行状态数据量；Lr为第r个最优基站节点处理的数据块量；Lr′为第r个最优基站节点的数据分析结果，r取值为1到R，R为当前所找最优基站节点的前一个最优基站节点；(xR,yR)为前一个最优基站节点的位置坐标，(xj,yj)为第j个基站节点的位置坐标，j≠t。
如上所述的适用于输电线路感知系统的通讯方法，其中，当前最优基站节点在接收到物联网传感器感知设备上传的线路运行状态数据后，将数据进行分块处理，即当前最优基站节点先将数据分为第一数据块和剩余数据块，由当前最佳基站节点先对第一数据块进行数据分析，得到第一数据块的数据分析结果，将第一数据块的数据分析结果和剩余数据块整体发送给下一跳最优基站节点。
如上所述的适用于输电线路感知系统的通讯方法，其中，由下一跳基站节点再对剩余数据块进行分块处理，得到第二数据块和剩余数据块，再对第二数据块进行数据分析，得到第二数据块的数据分析结果，然后再确定再下一跳基站节点，将第一数据块的数据分析结果、第二数据块的数据分析结果和剩余数据块发送给再下一跳基站节点，以此类推，直到处理完所有数据块。
如上所述的适用于输电线路感知系统的通讯方法，其中，数据转发的基站节点的数量由线路运行状态数据量决定，具体为按照当前基站节点的处理能力确定能够处理的数据块量，然后再发给下一跳基站节点处理剩余数据块，直至某一跳基站节点处理完所有的剩余数据块之后，汇总所有数据块的分析结果。
本申请还提供一种适用于输电线路感知系统的通讯网络，其特征在于，包括物联网感知系统和基站节点；所述通讯网络执行上述任一项所述的适用于输电线路感知系统的通讯方法。
本申请还提供一种计算机存储介质，包括：至少一个存储器和至少一个处理器；
存储器用于存储一个或多个程序指令；
处理器，用于运行一个或多个程序指令，用以执行上述任一项所述的一种适用于输电线路感知系统的通讯方法。
本申请实现的有益效果如下：采用本申请技术方案能够将感知系统采集到的输电线路运行数据发送给最佳的基站节点进行数据分析，并且由每个最佳的基站节点对数据进行分块处理，保证数据传输过程中不会被篡改，提高数据传输的安全性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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发明中记载的一些实施例，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。
图1是本申请实施例一提供的一种适用于输电线路感知系统的通讯方法流程图；
图2是本申请实施例二提供的一种适用于输电线路感知系统的通讯网络示意图。
具体实施方式
下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域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，都属于本发明保护的范围。
实施例一
本申请实施例一提供一种适用于输电线路感知系统的通讯方法，如图1所示，包括：
步骤110、建立物联网感知系统到每个基站节点的通讯线路，并建立各基站节点间的多跳通讯；
具体地，在物联网感知系统的每个物联网感知设备内嵌入LoRa通信终端模组，设备内的传感器通过串口通讯连接LoRa通信终端模组，LoRa通信终端模组通过点对点的方式接入基站节点；基站节点间通过无线多条实现远距离信息传输，具有自组网、自适应路由等能力，优化数据的调度和传输质量。
步骤120、物联网感知系统中每个物联网感知设备实时感知对应的输电线路运行状态，并获取当前最佳基站节点；
由安装在输电线路上的物联网传感器感知设备实时感知线路的运行状态，然后根据当前的感知设备信息确定与之连接的多个基站节点中的当前最佳基站节点；
具体采用下式获取当前最佳基站节点：
其中，Hi表示与物联网传感器感知设备建立连接关系的第i个基站节点的运行能力，选择运行能力Hi最大的基站节点作为最优基站节点；TSi为第i个基站节点的数据处理能力；CHi为第i个基站节点数据存储能力；(xi,yi)第i个基站节点的位置坐标，(x1,y1)为物联网传感器感知设备的位置坐标；L为线路运行状态数据量。
获取到最优基站节点后，物联网传感器感知设备中的LoRa通信终端模组通过点对点的方式将线路运行状态数据上传至当前最优基站节点。
步骤130、从最佳基站节点开始依次选择最优的下一跳基站节点，组成转发输电线路运行状态的最优拓扑结构；
具体地，采用下式确定下一跳基站节点：
其中，Hj表示与物联网传感器感知设备建立连接关系的第j个基站节点的运行能力，选择运行能力Hj最大的基站节点作为最优基站节点；TSj为第j个基站节点的数据处理能力；CHj为第j个基站节点数据存储能力；L为线路运行状态数据量；Lr为第r个最优基站节点处理的数据块量；Lr′为第r个最优基站节点的数据分析结果，r取值为1到R，R为当前所找最优基站节点的前一个最优基站节点；(xR,yR)为前一个最优基站节点的位置坐标，(xj,yj)为第j个基站节点的位置坐标，j≠t。
依次使用上式确定下一跳基站节点，由此组成由物联网传感器感知设备和每一跳最优基站节点构建的最优拓扑结构。
步骤140、由最优拓扑结构中的每一级基站节点执行部分数据分析，并将结果依次发送至下一级基站节点进行数据分析，由最后一级基站节点进行最终数据汇总分析；
具体地，当前最优基站节点在接收到物联网传感器感知设备上传的线路运行状态数据后，将数据进行分块处理(第一基站节点先将数据分为第一数据块和剩余数据块)，由当前最佳基站节点先对第一数据块进行数据分析，得到第一数据块的数据分析结果；
将第一数据块的数据分析结果和剩余数据块整体发送给下一跳基站节点，由下一跳基站节点再对剩余数据块进行分块处理，得到第二数据块和剩余数据块，再对第二数据块进行数据分析，得到第二数据块的数据分析结果，然后再确定再下一跳基站节点，将第一数据块的数据分析结果、第二数据块的数据分析结果和剩余数据块发送给再下一跳基站节点，以此类推，直到处理完所有数据块；
其中，数据转发的基站节点的数量由线路运行状态数据量决定，一般情况下，按照当前基站节点的处理能力确定能够处理的数据块量，然后再发给下一跳基站节点处理剩余数据块，直至某一跳基站节点处理完所有的剩余数据块之后，汇总所有数据块的分析结果。
实施例二
本申请实施例二提供一种适用于输电线路感知系统的通讯网络，如图2所示，包括：物联网感知系统和基站节点；所述通讯网络执行实施例一所述的适用于输电线路感知系统的通讯方法。
其中，在物联网感知系统的每个物联网感知设备内嵌入LoRa通信终端模组，每个物联网感知设备内的传感器通过串口通讯连接LoRa通信终端模组，LoRa通信终端模组通过点对点的方式接入基站节点；基站节点间通过无线多条实现远距离信息传输。
与上述实施例对应的，本发明实施例提供一种计算机存储介质，包括：至少一个存储器和至少一个处理器；
存储器用于存储一个或多个程序指令；
处理器，用于运行一个或多个程序指令，用以执行一种适用于输电线路感知系统的通讯方法。
与上述实施例对应的，本发明实施例提供一种计算机可读存储介质，计算机存储介质中包含一个或多个程序指令，一个或多个程序指令用于被处理器执行一种适用于输电线路感知系统的通讯方法。
本发明所公开的实施例提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有计算机程序指令，当所述计算机程序指令在计算机上运行时，使得计算机执行上述的一种适用于输电线路感知系统的通讯方法。
在本发明实施例中，处理器可以是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。处理器可以是通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，简称DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，简称ASIC)、现场可编程门阵列(FieldProgrammable Gate Array，简称FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。
可以实现或者执行本发明实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合本发明实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。处理器读取存储介质中的信息，结合其硬件完成上述方法的步骤。
存储介质可以是存储器，例如可以是易失性存储器或非易失性存储器，或可包括易失性和非易失性存储器两者。
其中，非易失性存储器可以是只读存储器(Read-Only Memory，简称ROM)、可编程只读存储器(Programmable ROM，简称PROM)、可擦除可编程只读存储器(Erasable PROM，简称EPROM)、电可擦除可编程只读存储器(Electrically EPROM，简称EEPROM)或闪存。
易失性存储器可以是随机存取存储器(Random Access Memory，简称RAM)，其用作外部高速缓存。通过示例性但不是限制性说明，许多形式的RAM可用，例如静态随机存取存储器(Static RAM，简称SRAM)、动态随机存取存储器(Dynamic RAM，简称DRAM)、同步动态随机存取存储器(Synchronous DRAM，简称SDRAM)、双倍数据速率同步动态随机存取存储器(Double Data RateSDRAM，简称DDRSDRAM)、增强型同步动态随机存取存储器(EnhancedSDRAM，简称ESDRAM)、同步连接动态随机存取存储器(Synchlink DRAM，简称SLDRAM)和直接内存总线随机存取存储器(DirectRambus RAM，简称DRRAM)。
本发明实施例描述的存储介质旨在包括但不限于这些和任意其它适合类型的存储器。
本领域技术人员应该可以意识到，在上述一个或多个示例中，本发明所描述的功能可以用硬件与软件组合来实现。当应用软件时，可以将相应功能存储在计算机可读介质中或者作为计算机可读介质上的一个或多个指令或代码进行传输。计算机可读介质包括计算机存储介质和通信介质，其中通信介质包括便于从一个地方向另一个地方传送计算机程序的任何介质。存储介质可以是通用或专用计算机能够存取的任何可用介质。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的技术方案的基础之上，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包括在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种适用于输电线路感知系统的通讯方法，其特征在于，包括：
建立物联网感知系统到每个基站节点的通讯线路，并建立各基站节点间的多跳通讯；
物联网感知系统中每个物联网感知设备实时感知对应的输电线路运行状态，并获取当前最佳基站节点；
从最佳基站节点开始依次选择最优的下一跳基站节点，组成转发输电线路运行状态的最优拓扑结构；
由最优拓扑结构中的每一级基站节点执行部分数据分析，并将结果依次发送至下一级基站节点进行数据分析，由最后一级基站节点进行最终数据汇总分析。
2.如权利要求1所述的适用于输电线路感知系统的通讯方法，其特征在于，在每个物联网感知设备内嵌入LoRa通信终端模组，每个物联网感知设备内的传感器通过串口通讯连接LoRa通信终端模组，LoRa通信终端模组通过点对点的方式接入基站节点；基站节点间通过无线多条实现远距离信息传输。
3.如权利要求1所述的适用于输电线路感知系统的通讯方法，其特征在于，采用下式获取当前最佳基站节点：
其中，Hi表示与物联网传感器感知设备建立连接关系的第i个基站节点的运行能力，选择运行能力Hi最大的基站节点作为最优基站节点；TSi为第i个基站节点的数据处理能力；CHi为第i个基站节点数据存储能力；(xi,yi)第i个基站节点的位置坐标，(x1,y1)为物联网传感器感知设备的位置坐标；L为线路运行状态数据量。
4.如权利要求1所述的适用于输电线路感知系统的通讯方法，其特征在于，采用下式确定下一跳基站节点：
其中，Hj表示与物联网传感器感知设备建立连接关系的第j个基站节点的运行能力，选择运行能力Hj最大的基站节点作为最优基站节点；TSj为第j个基站节点的数据处理能力；CHj为第j个基站节点数据存储能力；L为线路运行状态数据量；Lr为第r个最优基站节点处理的数据块量；Lr′为第r个最优基站节点的数据分析结果，r取值为1到R，R为当前所找最优基站节点的前一个最优基站节点；(xR,yR)为前一个最优基站节点的位置坐标，(xj,yj)为第j个基站节点的位置坐标，j≠t。
5.如权利要求1所述的适用于输电线路感知系统的通讯方法，其特征在于，当前最优基站节点在接收到物联网传感器感知设备上传的线路运行状态数据后，将数据进行分块处理，即当前最优基站节点先将数据分为第一数据块和剩余数据块，由当前最佳基站节点先对第一数据块进行数据分析，得到第一数据块的数据分析结果，将第一数据块的数据分析结果和剩余数据块整体发送给下一跳最优基站节点。
6.如权利要求5所述的适用于输电线路感知系统的通讯方法，其特征在于，由下一跳基站节点再对剩余数据块进行分块处理，得到第二数据块和剩余数据块，再对第二数据块进行数据分析，得到第二数据块的数据分析结果，然后再确定再下一跳基站节点，将第一数据块的数据分析结果、第二数据块的数据分析结果和剩余数据块发送给再下一跳基站节点，以此类推，直到处理完所有数据块。
7.如权利要求5所述的适用于输电线路感知系统的通讯方法，其特征在于，数据转发的基站节点的数量由线路运行状态数据量决定，具体为按照当前基站节点的处理能力确定能够处理的数据块量，然后再发给下一跳基站节点处理剩余数据块，直至某一跳基站节点处理完所有的剩余数据块之后，汇总所有数据块的分析结果。
8.一种适用于输电线路感知系统的通讯网络，其特征在于，包括物联网感知系统和基站节点；所述通讯网络执行如权利要求1-7任一项所述的适用于输电线路感知系统的通讯方法。
9.一种计算机存储介质，其特征在于，包括：至少一个存储器和至少一个处理器；
存储器用于存储一个或多个程序指令；
处理器，用于运行一个或多个程序指令，用以执行如权利要求1-7任一项所述的一种适用于输电线路感知系统的通讯方法。
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