CN117175803A - 一种配电线路的无线通信方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种配电线路的无线通信方法及系统。所述方法包括根据需要进行监测以及控制的参数在配电线路中安装传感器，所述传感器用于采集电力系统中的各种参数数据；在所述传感器旁安装边缘设备，所述边缘设备和传感器连接，边缘设备接收传感器获取的数据进行处理并转换成可传输的格式；通过物联网系统将数据通过无线信号传输至中心控制系统，所述中心控制系统接收到无线传输的数据，进行解码和处理。无线通信方法使得配电线路可以进行实时监测和远程管理；运维人员可以通过无线连接获取线路上各个节点的数据，并远程控制和管理配电设备；可以及时监测电力负荷、电压变化和故障情况，提前预警并采取相应措施，保证供电的可靠性和稳定性。

Description

一种配电线路的无线通信方法及系统

技术领域

本发明提出了一种配电线路的无线通信方法及系统，属于电力线载波通信技术领域。

背景技术

无线通信技术在现代社会中发挥着越来越重要的作用。在配电线路系统中，引入无线通信技术可以有效提高系统的监控和管理效率，实现远程监测、数据传输和故障诊断等功能。

无线通信技术可以实现配电线路系统中各个节点之间的互联互通。传统的有线通信方式需要铺设大量电缆和布线，耗时费力且不灵活。而无线通信技术克服了这些问题，可以实现无线传输和接收数据。通过在每个节点上安装无线模块，配电线路系统可以实现实时的数据传输和监测。

发明内容

本发明提供了一种配电线路的无线通信方法及系统，用以解决现有技术中监控和管理效率低下、数据传输困难、故障诊断与预测不够准确、远程监测和操作比较困难以及如何通过对传感器采集到的配电线路中设备的运行数据进行分流处理提高数据传输效率以及准确率的问题：

本发明提出的一种配电线路的无线通信方法，所述方法包括：

S1：根据需要进行监测以及控制的参数在配电线路中安装传感器，所述传感器用于采集电力系统中的各种参数数据；

S2：在所述传感器旁安装边缘设备，所述边缘设备和传感器连接，边缘设备接收传感器获取的数据进行处理，所述处理包括对所述传感器采集到的配电线路中设备的运行数据进行分流处理，并计算分流时间与分流量，并将处理结果转换成可传输的格式；

S3：通过物联网系统将数据通过无线信号传输至中心控制系统，并通过加密算法数据进行加密，所述中心控制系统接收到无线传输的数据，进行解码和处理；根据解码与处理结果以及需求，进行相应操作，所述相应操作包括远程监测、远程控制、故障诊断以及优化管理。

进一步的，所述根据需要进行监测以及控制的参数在配电线路中安装传感器，所述传感器用于采集电力系统中的各种参数数据，包括：

S11：确定需要监测的参数和数据，所述参数数据包括电流、电压以及功率；

S12：根据所述需要监测的参数数据选择相应的传感器，所述传感器包括电流传感器、电压传感器以及功率传感器；

S13：将选定的传感器安装在配电线路中，所述电流传感器与配电线路中被监测的导线进行连接，并进行接地操作；所述电压传感器与配电线路中被监测的电源回路进行连接；所述配电线路安装在所述配电线路的输入端以及输出端。

进一步的，所述在所述传感器旁安装边缘设备，所述边缘设备和传感器连接，边缘设备接收传感器获取的数据进行处理并转换成可传输的格式，包括：

S21：将边缘设备安装在传感器旁，并通过物联网将所述边缘设备与传感器进行无线连接；

S22：边缘设备实时获取传感器采集到的数据，并对所述数据进行处理；

S23：边缘设备将经过处理后的数据转换为可传输的模式，并将数据上传至边缘数据中心，所述转换包括将数据转换成特定的数据协议、数据包格式或数据结构。

进一步的，所述通过物联网系统将数据通过无线信号传输至中心控制系统，所述中心控制系统接收到无线传输的数据，进行解码和处理；根据解码与处理结果以及需求，进行相应操作，所述相应操作包括远程监测、远程控制、故障诊断以及优化管理，包括：

S31：通过物联网建立边缘设备与中心控制系统的无线连接，边缘设备将边缘数据中心存储的数据通过无线传输方式发送给中心控制系统，并通过加密算法对传输的数据进行加密；

S32：中心控制系统监听来自边缘设备的连接请求，接受经过加密的数据，并对加密数据进行解密还原原始数据；

S33：中心控制系统对还原后的原始数据进行解码并将其转换为数字信号；

S34：中心控制系统对接码后的数字信号进行处理，所述处理包括数据解析、校准以及错误检测；并将处理后的数据存储在数据库中；

S35：根据解码和处理的数据结果以及中心控制系统的需求，执行相应的操作。

进一步的，所述相应的操作，包括：

远程监测：通过远程连接，用户随时访问物联网系统，获取实时数据、状态信息，并进行远程监控和管理；

远程控制：通过中心控制系统向边缘设备发送命令，控制其执行特定的操作，所述操作包括打开/关闭设备以及调节参数；

故障诊断：根据设备的实时数据以及预设规则，识别潜在的故障以及异常情况，并根据所述故障以及异常情况生成警报或通知，用户通过远程访问物联网系统，对故障设备进行远程诊断，定位问题并提供解决方案，并记录故障诊断的结果、维修过程以及维护计划；

优化管理：通过机器学习算法通过对存储的数据进行深入分析，并基于数据分析结果，制定优化策略和措施，并通过远程调整对配电线路进行优化；并实时监测和评估优化效果，进行持续改进和管理。

本发明提出的一种配电线路的无线通信系统，所述系统包括：

数据采集模块：根据需要进行监测以及控制的参数在配电线路中安装传感器，所述传感器用于采集电力系统中的各种参数数据；

设备连接模块：在所述传感器旁安装边缘设备，所述边缘设备和传感器连接，边缘设备接收传感器获取的数据进行处理，所述处理包括对所述传感器采集到的配电线路中设备的运行数据进行分流处理，并计算分流时间与分流量，并将处理结果转换成可传输的格式；

操作执行模块：通过物联网系统将数据通过无线信号传输至中心控制系统，并通过加密算法数据进行加密，所述中心控制系统接收到无线传输的数据，进行解码和处理；根据解码与处理结果以及需求，进行相应操作，所述相应操作包括远程监测、远程控制、故障诊断以及优化管理。

进一步的，所述数据采集模块包括：

实时监测模块：确定需要监测的参数和数据，所述参数数据包括电流、电压以及功率；

设备选择模块：根据所述需要监测的参数数据选择相应的传感器，所述传感器包括电流传感器、电压传感器以及功率传感器；

位置选择模块：将选定的传感器安装在配电线路中，所述电流传感器与配电线路中被监测的导线进行连接，并进行接地操作；所述电压传感器与配电线路中被监测的电源回路进行连接；所述配电线路安装在所述配电线路的输入端以及输出端。

进一步的，所述设备连接模块包括：

无线连接模块：将边缘设备安装在传感器旁，并通过物联网将所述边缘设备与传感器进行无线连接；

数据处理模块：边缘设备实时获取传感器采集到的数据，并对所述数据进行处理；

数据转换模块：边缘设备将经过处理后的数据转换为可传输的模式，并将数据上传至边缘数据中心，所述转换包括将数据转换成特定的数据协议、数据包格式或数据结构。

进一步的，所述操作执行模块包括：

数据加密模块：通过物联网建立边缘设备与中心控制系统的无线连接，边缘设备将边缘数据中心存储的数据通过无线传输方式发送给中心控制系统，并通过加密算法对传输的数据进行加密；

数据解密模块；中心控制系统监听来自边缘设备的连接请求，接受经过加密的数据，并对加密数据进行解密还原原始数据；

数据解码模块：中心控制系统对还原后的原始数据进行解码并将其转换为数字信号；

信号处理模块：中心控制系统对接码后的数字信号进行处理，所述处理包括数据解析、校准以及错误检测；并将处理后的数据存储在数据库中；

需求执行模块：根据解码和处理的数据结果以及中心控制系统的需求，执行相应的操作。

进一步的，所述相应的操作，包括：

远程监测：通过远程连接，用户随时访问物联网系统，获取实时数据、状态信息，并进行远程监控和管理；

远程控制：通过中心控制系统向边缘设备发送命令，控制其执行特定的操作，所述操作包括打开/关闭设备以及调节参数；

故障诊断：根据设备的实时数据以及预设规则，识别潜在的故障以及异常情况，并根据所述故障以及异常情况生成警报或通知，用户通过远程访问物联网系统，对故障设备进行远程诊断，定位问题并提供解决方案，并记录故障诊断的结果、维修过程以及维护计划；

优化管理：通过机器学习算法通过对存储的数据进行深入分析，并基于数据分析结果，制定优化策略和措施，并通过远程调整对配电线路进行优化；并实时监测和评估优化效果，进行持续改进和管理。

本发明有益效果：无线通信方法使得配电线路可以进行实时监测和远程管理；运维人员可以通过无线连接获取线路上各个节点的数据，并远程控制和管理配电设备；可以及时监测电力负荷、电压变化和故障情况，提前预警并采取相应措施，保证供电的可靠性和稳定性；配电线路的无线通信方法可以实时传输故障信息，例如短路、过载等异常情况。运维人员可以通过接收到的信息快速定位故障位置，并采取措施进行维修和处理，从而缩短故障恢复时间，减少停电风险，提高供电可用性；通过无线通信方法，配电线路可以将大量的实时数据传输到数据中心或云端，以进行数据分析和智能优化。通过对数据的分析，可以发现潜在问题、趋势和模式，并提取有价值的信息，为运维决策提供支持。同时，结合人工智能和机器学习技术，可以实现配电线路的智能优化，提高能效、降低能耗和成本；传统上，为了监测配电线路的状态，需要进行频繁的巡检和维护工作。而无线通信方法可以实现远程监测和管理，减少对人力资源的需求和人力成本。运维人员可以通过远程接收到的数据进行分析和决策，有针对性地进行维护和操作；相比有线通信方法，无线通信方法具有更高的灵活性和便捷性。安装无线通信设备相对简单，不需要布线和连接复杂的电缆。此外，无线通信网络可以相对容易地扩展和覆盖更大的区域，适应配电线路的不断扩展和变化。并且通过计算分流时间以及分流量，可以提高边缘设备与传感器之间数据传输的效率和准确性，实现实时数据处理和分流，为边缘数据中心提供高质量的数据。

附图说明

图1为本发明所述一种配电线路的无线通信方法步骤图。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，所描述的实施例仅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，都属于本发明保护的范围。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。

本发明的一个实施例，本发明提出的一种配电线路的无线通信方法，所述方法包括：

S1：根据需要进行监测以及控制的参数在配电线路中安装传感器，所述传感器用于采集电力系统中的各种参数数据；

S2：在所述传感器旁安装边缘设备，所述边缘设备和传感器连接，边缘设备接收传感器获取的数据进行处理，所述处理包括对所述传感器采集到的配电线路中设备的运行数据进行分流处理，并计算分流时间与分流量，并将处理结果转换成可传输的格式；

S3：通过物联网系统将数据通过无线信号传输至中心控制系统，并通过加密算法数据进行加密，所述中心控制系统接收到无线传输的数据，进行解码和处理；根据解码与处理结果以及需求，进行相应操作，所述相应操作包括远程监测、远程控制、故障诊断以及优化管理。

上述技术方案的工作原理为：根据监测和控制的需求，在适当的位置安装传感器。这些传感器用于采集电力系统中各种参数数据，例如电流、电压、功率等；在传感器附近安装边缘设备，边缘设备与传感器连接。边缘设备负责接收传感器获取的数据并进行处理。处理过程包括分流处理，即对传感器采集到的配电线路设备的运行数据进行处理。这可能涉及计算分流时间和分流量，并将处理结果转换成可传输的格式，以便后续的数据传输和处理；处理后的数据通过物联网系统使用无线信号传输至中心控制系统。在传输过程中，数据会通过加密算法进行加密，以确保数据的安全性和保密性；中心控制系统接收到经过无线传输的数据，进行解码和处理。解码过程将加密的数据还原为原始格式，然后根据解码和处理的结果以及系统的需求，进行相应操作。这些操作包括远程监测、远程控制、故障诊断和优化管理。中心控制系统可以对配电线路进行实时监测，远程控制设备的开关状态，诊断潜在故障，并进行优化管理以提高系统的效率和稳定性。上述技术方案的效果为：通过安装传感器和边缘设备，可以实时监测配电线路中的各种参数数据。这使得运营人员可以随时了解电力系统的状态，并做出及时的决策和调整，以确保系统的安全和稳定运行；传感器采集到的数据经过处理后，中心控制系统可以进行故障诊断，及时发现潜在问题并进行相应的修复。同时，中心控制系统还可以通过远程控制功能对配电线路中的设备进行操作，如开关状态的远程控制；通过对传感器采集到的数据进行分流处理，并计算分流时间和分流量等信息，中心控制系统可以进行优化管理。这包括根据需求对系统进行调整和优化，以提高能源利用效率、降低能耗和成本；在数据传输过程中，通过物联网系统和加密算法对数据进行加密，以确保数据的安全性和保密性。这有助于防止数据泄露和未经授权的访问，保护电力系统的运行和管理信息。本发明的一个实施例，所述根据需要进行监测以及控制的参数在配电线路中安装传感器，所述传感器用于采集电力系统中的各种参数数据，包括：

S11：确定需要监测的参数和数据，所述参数数据包括电流、电压以及功率；

S12：根据所述需要监测的参数数据选择相应的传感器，所述传感器包括电流传感器、电压传感器以及功率传感器；

S13：将选定的传感器安装在配电线路中，所述电流传感器与配电线路中被监测的导线进行连接，并进行接地操作；所述电压传感器与配电线路中被监测的电源回路进行连接；所述配电线路安装在所述配电线路的输入端以及输出端。

上述技术方案的工作原理为：确定需要监测的参数和数据，包括电流、电压以及功率。这些参数是评估电力系统运行状况和性能的关键指标。根据需要监测的参数数据选择相应的传感器。电流传感器用于测量电流，电压传感器用于测量电压，功率传感器用于测量功率。根据具体要求选择相应类型和规格的传感器。将选定的传感器安装在配电线路中。电流传感器与被监测的导线连接，并进行接地操作，以确保安全性和准确性。电压传感器与被监测的电源回路连接，以获取电压信息。配电线路安装在输入端和输出端，以覆盖整个线路。传感器通过采集电力系统中的参数数据，将获取的数据传输给边缘设备进行处理和分析。

上述技术方案的效果为：通过安装传感器在配电线路中采集电流、电压和功率等参数数据，可以实现对电力系统的实时监测；可以及时发现并解决潜在的问题，提高了电力系统的可靠性和稳定性；选定的传感器根据需要监测的参数数据进行选择，能够提供精确的测量结果。准确的参数数据有助于更好地评估电力系统的运行状况，并作出相应的调整和优化；通过将电流传感器与被监测的导线连接并进行接地操作，可以确保传感器的安全使用，同时避免潜在的电气安全风险；有助于保护工作人员和设备的安全；通过实时监测电流、电压和功率等参数数据，可以更好地了解电力系统的负荷变化、能耗情况，从而进行合理的调整和优化。这样可以提高电力系统的效率，降低能耗成本；传感器采集到的参数数据通过监测与控制系统进行处理和分析，可以实现智能化的控制操作。根据分析结果，可以自动化地进行控制决策，提高电力系统的自动化水平和运行效率。

本发明的一个实施例，所述在所述传感器旁安装边缘设备，所述边缘设备和传感器连接，边缘设备接收传感器获取的数据进行处理并转换成可传输的格式，包括：

S21：将边缘设备安装在传感器旁，并通过物联网将所述边缘设备与传感器进行无线连接；

S22：边缘设备实时获取传感器采集到的数据，并对所述数据进行处理；所述处理包括对所述传感器采集到的配电线路中设备的运行数据进行分流处理，所述分流包括分流时间以及分流量；所述分流时间计算公式为:

其中，F_time为所述分流时间；β为子信道数量，E为所述传感器的额定传输速率，C为所述传感器在每个子信道上的总数据传输速率，L为在分流传输时所述传感器在子信道α的数据传输速率，T为边缘设备的运行时间周期，d为子信道增益；所述分流量计算公式为：

F_number为所述分流量，β为子信道数量，E为所述传感器的额定传输速率，C为所述传感器在每个子信道上的总数据传输速率，L为在分流传输时所述传感器在子信道α的数据传输速率，T为边缘设备的运行时间周期，d为子信道增益；γ表示每个子信道上的传输速率在总传输速率中所占的比例，所述γ最优为12.5％；

S23：边缘设备将经过处理后的数据转换为可传输的模式，并将数据上传至边缘数据中心，所述转换包括将数据转换成特定的数据协议、数据包格式或数据结构。

上述技术方案的工作原理为：边缘设备被安装在传感器旁边，以确保其可以直接接收到传感器采集的数据。边缘设备与传感器之间通过物联网进行无线连接，使得数据可以无线传输；边缘设备实时获取传感器采集到的数据。这些数据可能是原始的电流、电压和功率等参数数据。边缘设备对数据进行处理，例如去噪、滤波、校准等处理，以确保数据的可靠性和准确性；经过处理后的数据需要转换成可传输的模式。这个过程包括将数据转换为特定的数据协议、数据包格式或数据结构，以便能够在网络中传输和使用。例如，将数据转换为常见的TCP/IP协议或者JSON格式的数据包。

上述技术方案的效果为：通过将边缘设备安装在传感器旁边并进行无线连接，可以减少数据传输的路径和距离，从而降低数据传输的延迟；可以实现对传感器数据的快速响应和实时处理；边缘设备实时获取传感器采集到的数据，并在本地进行处理。相比将所有数据发送到远程服务器进行处理，边缘设备在本地处理可以大大提高数据处理的效率，节约网络带宽资源；通过边缘设备进行数据处理和转换，可以在本地实现数据的加密和安全控制；可以保护敏感数据免受未经授权的访问和攻击，增强数据的安全性和隐私保护；边缘设备将经过处理后的数据转换为可传输的格式，例如特定的数据协议、数据包格式或数据结构；可以根据不同的传输需求选择合适的格式，使得数据能够方便地在不同的系统或平台之间进行传输和交互；通过边缘设备对数据进行处理和转换，可以减少传输的数据量和频率，从而减轻网络的负担。这有助于提高网络的稳定性和可靠性，同时降低运营成本，将数据上传至边缘数据中心可以实现数据的集中管理、实时更新和监控，支持大规模数据分析和挖掘，实现实时预测和优化，促进数据共享和协同工作。这对于企业和组织来说，可以提高决策的准确性和效率，优化系统的性能和资源利用，推动数字化转型和智能化发展。通过上述公式计算分流时间以及分流量，可以提高边缘设备与传感器之间数据传输的效率和准确性，实现实时数据处理和分流，为边缘数据中心提供高质量的数据。并且可以加速数据处理和决策过程，提升系统的性能和效果。同时，通过分流处理，边缘设备可以将传感器采集到的数据根据子信道分配进行传输；可以提高数据传输的并行性，减少传输的延迟，提高数据传输的效率；分流时间的计算公式考虑了子信道数量、传感器的额定传输速率以及每个子信道上的总数据传输速率等因素。通过合理计算分流时间，可以有效地控制数据的传输时间，避免传输过程中的拥塞问题；分流量的计算公式考虑了子信道数量、传感器的额定传输速率以及每个子信道上的总数据传输速率等因素。通过计算分流量，可以合理安排数据的分流量，提高数据传输的效率。

本发明的一个实施例，所述通过物联网系统将数据通过无线信号传输至中心控制系统，所述中心控制系统接收到无线传输的数据，进行解码和处理；根据解码与处理结果以及需求，进行相应操作，所述相应操作包括远程监测、远程控制、故障诊断以及优化管理，包括：

S31：通过物联网建立边缘设备与中心控制系统的无线连接，边缘设备将边缘数据中心存储的数据通过无线传输方式发送给中心控制系统，并通过加密算法对传输的数据进行加密；

S32：中心控制系统监听来自边缘设备的连接请求，接受经过加密的数据，并对加密数据进行解密还原原始数据；

S33：中心控制系统对还原后的原始数据进行解码并将其转换为数字信号；

S34：中心控制系统对接码后的数字信号进行处理，所述处理包括数据解析、校准以及错误检测；并将处理后的数据存储在数据库中；

S35：根据解码和处理的数据结果以及中心控制系统的需求，执行相应的操作。

上述技术方案的工作原理为：边缘设备通过物联网建立与中心控制系统的无线连接；可以通过无线通信技术如Wi-Fi、蓝牙或者其他物联网协议来实现，确保数据的传输和通信的可靠性；边缘设备使用加密算法对传输的数据进行加密，确保数据的安全性。中心控制系统监听来自边缘设备的连接请求，并接受经过加密的数据。中心控制系统使用相应的解密算法对加密数据进行解密和还原为原始数据；中心控制系统对还原后的原始数据进行解码，将其转换为数字信号；涉及到将数据从传输协议中解析出来，根据协议规定的格式进行解析和转换，以得到可读的数字信号；中心控制系统对解码后的数字信号进行进一步的处理；包括数据的解析、校准和错误检测等操作，确保数据的准确性和完整性。处理后的数据被存储在数据库中，以便后续的数据分析和应用；根据解码和处理后的数据结果，中心控制系统根据自身的需求执行相应的操作。

上述技术方案的效果为：通过使用加密算法对传输的数据进行加密，确保数据在无线传输过程中的安全性。这可以防止敏感数据被未经授权的人员获取或篡改；通过建立物联网的边缘设备与中心控制系统的无线连接，中心控制系统能够监听来自边缘设备的实时连接请求，并接受数据传输。这使得中心控制系统能够实时监测和控制边缘设备的状态和行为；中心控制系统对还原后的原始数据进行解码和转换，将其转换为数字信号。这使得数据能够被理解和处理，为进一步的数据分析和应用提供基础；中心控制系统对接收到的数字信号进行处理，包括数据解析、校准和错误检测等操作。这能够保证接收到的数据的准确性和完整性，并及时发现和纠正可能存在的错误；处理后的数据被存储在数据库中，为后续的数据分析和应用提供支持。根据解码和处理的数据结果以及中心控制系统的需求，可以执行相应的操作。

本发明的一个实施例，所述相应的操作，包括：

远程监测：通过远程连接，用户随时访问物联网系统，获取实时数据、状态信息，并进行远程监控和管理；

远程控制：通过中心控制系统向边缘设备发送命令，控制其执行特定的操作，所述操作包括打开/关闭设备以及调节参数；

故障诊断：根据设备的实时数据以及预设规则，识别潜在的故障以及异常情况，并根据所述故障以及异常情况生成警报或通知，用户通过远程访问物联网系统，对故障设备进行远程诊断，定位问题并提供解决方案，并记录故障诊断的结果、维修过程以及维护计划；

优化管理：通过机器学习算法通过对存储的数据进行深入分析，并基于数据分析结果，制定优化策略和措施，并通过远程调整对配电线路进行优化；并实时监测和评估优化效果，进行持续改进和管理。

上述技术方案的工作原理为：边缘设备与中心控制系统之间建立无线连接，数据传输被加密以确保数据安全性；中心控制系统监听来自边缘设备的连接请求，接收经过加密的数据，并对加密数据进行解密还原原始数据；中心控制系统对还原后的原始数据进行解码并将其转换为数字信号；中心控制系统对接收到的数字信号进行处理，包括数据解析、校准以及错误检测；处理后的数据存储在数据库中，并根据解码和处理的数据结果以及中心控制系统的需求，执行相应的操作；用户可以通过远程连接访问物联网系统，获取实时数据、状态信息，并进行远程监控和管理，或通过中心控制系统向边缘设备发送命令，控制其执行特定的操作；根据设备的实时数据以及预设规则，中心控制系统识别潜在的故障以及异常情况，并根据所述故障以及异常情况生成警报或通知，用户通过远程访问物联网系统进行远程诊断，定位问题并提供解决方案；中心控制系统通过机器学习算法对存储的数据进行深入分析，制定优化策略和措施，并通过远程调整对配电线路进行优化；并实时监测和评估优化效果，进行持续改进和管理。

上述技术方案的效果为：用户可以随时通过远程连接访问物联网系统，获取实时数据和状态信息；使得用户能够实时了解设备运行情况，及时发现问题并采取措施，提高了运维的效率；通过中心控制系统向边缘设备发送命令，用户可以远程控制设备进行特定操作，如打开/关闭设备或调节参数。这样的远程控制功能提高了设备的灵活性和可操作性，减少了人工介入的需求；根据设备的实时数据和预设规则，中心控制系统能够识别潜在的故障和异常情况，并生成警报或通知。用户可以通过远程访问物联网系统，对故障设备进行远程诊断，定位问题并提供解决方案。这样做可大大缩短故障排除的时间，减少停机时间，提高设备的可用性和可靠性；通过机器学习算法对存储的数据进行深入分析，中心控制系统能够制定优化策略和措施。通过远程调整对配电线路进行优化，可以提高能源利用效率，降低能源消耗和运营成本。实时监测和评估优化效果，持续改进和管理，进一步提升系统的性能和效益。

本发明的一个实施例，一种配电线路的无线通信系统，所述系统包括：

数据采集模块：根据需要进行监测以及控制的参数在配电线路中安装传感器，所述传感器用于采集电力系统中的各种参数数据；

设备连接模块：在所述传感器旁安装边缘设备，所述边缘设备和传感器连接，边缘设备接收传感器获取的数据进行处理，所述处理包括对所述传感器采集到的配电线路中设备的运行数据进行分流处理，并计算分流时间与分流量，并将处理结果转换成可传输的格式；

操作执行模块：通过物联网系统将数据通过无线信号传输至中心控制系统，并通过加密算法数据进行加密，所述中心控制系统接收到无线传输的数据，进行解码和处理；根据解码与处理结果以及需求，进行相应操作，所述相应操作包括远程监测、远程控制、故障诊断以及优化管理。

上述技术方案的工作原理为：根据监测和控制的需求，在适当的位置安装传感器。这些传感器用于采集电力系统中各种参数数据，例如电流、电压、功率等；在传感器附近安装边缘设备，边缘设备与传感器连接。边缘设备负责接收传感器获取的数据并进行处理。处理过程包括分流处理，即对传感器采集到的配电线路设备的运行数据进行处理。这可能涉及计算分流时间和分流量，并将处理结果转换成可传输的格式，以便后续的数据传输和处理；处理后的数据通过物联网系统使用无线信号传输至中心控制系统。在传输过程中，数据会通过加密算法进行加密，以确保数据的安全性和保密性；中心控制系统接收到经过无线传输的数据，进行解码和处理。解码过程将加密的数据还原为原始格式，然后根据解码和处理的结果以及系统的需求，进行相应操作。这些操作包括远程监测、远程控制、故障诊断和优化管理。中心控制系统可以对配电线路进行实时监测，远程控制设备的开关状态，诊断潜在故障，并进行优化管理以提高系统的效率和稳定性。上述技术方案的效果为：通过安装传感器和边缘设备，可以实时监测配电线路中的各种参数数据。这使得运营人员可以随时了解电力系统的状态，并做出及时的决策和调整，以确保系统的安全和稳定运行；传感器采集到的数据经过处理后，中心控制系统可以进行故障诊断，及时发现潜在问题并进行相应的修复。同时，中心控制系统还可以通过远程控制功能对配电线路中的设备进行操作，如开关状态的远程控制；通过对传感器采集到的数据进行分流处理，并计算分流时间和分流量等信息，中心控制系统可以进行优化管理。这包括根据需求对系统进行调整和优化，以提高能源利用效率、降低能耗和成本；在数据传输过程中，通过物联网系统和加密算法对数据进行加密，以确保数据的安全性和保密性。这有助于防止数据泄露和未经授权的访问，保护电力系统的运行和管理信息。本发明的一个实施例，所述数据采集模块包括：

实时监测模块：确定需要监测的参数和数据，所述参数数据包括电流、电压以及功率；

设备选择模块：根据所述需要监测的参数数据选择相应的传感器，所述传感器包括电流传感器、电压传感器以及功率传感器；

位置选择模块：将选定的传感器安装在配电线路中，所述电流传感器与配电线路中被监测的导线进行连接，并进行接地操作；所述电压传感器与配电线路中被监测的电源回路进行连接；所述配电线路安装在所述配电线路的输入端以及输出端。

上述技术方案的工作原理为：确定需要监测的参数和数据，包括电流、电压以及功率。这些参数是评估电力系统运行状况和性能的关键指标。根据需要监测的参数数据选择相应的传感器。电流传感器用于测量电流，电压传感器用于测量电压，功率传感器用于测量功率。根据具体要求选择相应类型和规格的传感器。将选定的传感器安装在配电线路中。电流传感器与被监测的导线连接，并进行接地操作，以确保安全性和准确性。电压传感器与被监测的电源回路连接，以获取电压信息。配电线路安装在输入端和输出端，以覆盖整个线路。传感器通过采集电力系统中的参数数据，将获取的数据传输给边缘设备进行处理和分析。

上述技术方案的效果为：通过安装传感器在配电线路中采集电流、电压和功率等参数数据，可以实现对电力系统的实时监测；可以及时发现并解决潜在的问题，提高了电力系统的可靠性和稳定性；选定的传感器根据需要监测的参数数据进行选择，能够提供精确的测量结果。准确的参数数据有助于更好地评估电力系统的运行状况，并作出相应的调整和优化；通过将电流传感器与被监测的导线连接并进行接地操作，可以确保传感器的安全使用，同时避免潜在的电气安全风险；有助于保护工作人员和设备的安全；通过实时监测电流、电压和功率等参数数据，可以更好地了解电力系统的负荷变化、能耗情况，从而进行合理的调整和优化。这样可以提高电力系统的效率，降低能耗成本；传感器采集到的参数数据通过监测与控制系统进行处理和分析，可以实现智能化的控制操作。根据分析结果，可以自动化地进行控制决策，提高电力系统的自动化水平和运行效率。

本发明的一个实施例，所述设备连接模块包括：

无线连接模块：将边缘设备安装在传感器旁，并通过物联网将所述边缘设备与传感器进行无线连接；

数据处理模块：边缘设备实时获取传感器采集到的数据，并对所述数据进行处理；所述处理包括对所述传感器采集到的配电线路中设备的运行数据进行分流处理，所述分流包括分流时间以及分流量；所述分流时间计算公式为:

其中，F_time为所述分流时间；β为子信道数量，E为所述传感器的额定传输速率，C为所述传感器在每个子信道上的总数据传输速率，L为在分流传输时所述传感器在子信道α的数据传输速率，T为边缘设备的运行时间周期，d为子信道增益；所述分流量计算公式为：

F_number为所述分流量，β为子信道数量，E为所述传感器的额定传输速率，C为所述传感器在每个子信道上的总数据传输速率，L为在分流传输时所述传感器在子信道α的数据传输速率，T为边缘设备的运行时间周期，d为子信道增益，γ表示每个子信道上的传输速率在总传输速率中所占的比例，所述γ最优为12.5％；

数据转换模块：边缘设备将经过处理后的数据转换为可传输的模式，并将数据上传至边缘数据中心，所述转换包括将数据转换成特定的数据协议、数据包格式或数据结构。

上述技术方案的工作原理为：边缘设备被安装在传感器旁边，以确保其可以直接接收到传感器采集的数据。边缘设备与传感器之间通过物联网进行无线连接，使得数据可以无线传输；边缘设备实时获取传感器采集到的数据。这些数据可能是原始的电流、电压和功率等参数数据。边缘设备对数据进行处理，例如去噪、滤波、校准等处理，以确保数据的可靠性和准确性；经过处理后的数据需要转换成可传输的模式。这个过程包括将数据转换为特定的数据协议、数据包格式或数据结构，以便能够在网络中传输和使用。例如，将数据转换为常见的TCP/IP协议或者JSON格式的数据包。

上述技术方案的效果为：通过将边缘设备安装在传感器旁边并进行无线连接，可以减少数据传输的路径和距离，从而降低数据传输的延迟；可以实现对传感器数据的快速响应和实时处理；边缘设备实时获取传感器采集到的数据，并在本地进行处理。相比将所有数据发送到远程服务器进行处理，边缘设备在本地处理可以大大提高数据处理的效率，节约网络带宽资源；通过边缘设备进行数据处理和转换，可以在本地实现数据的加密和安全控制；可以保护敏感数据免受未经授权的访问和攻击，增强数据的安全性和隐私保护；边缘设备将经过处理后的数据转换为可传输的格式，例如特定的数据协议、数据包格式或数据结构；可以根据不同的传输需求选择合适的格式，使得数据能够方便地在不同的系统或平台之间进行传输和交互；通过边缘设备对数据进行处理和转换，可以减少传输的数据量和频率，从而减轻网络的负担。这有助于提高网络的稳定性和可靠性，同时降低运营成本，将数据上传至边缘数据中心可以实现数据的集中管理、实时更新和监控，支持大规模数据分析和挖掘，实现实时预测和优化，促进数据共享和协同工作。这对于企业和组织来说，可以提高决策的准确性和效率，优化系统的性能和资源利用，推动数字化转型和智能化发展。通过上述公式计算分流时间以及分流量，可以提高边缘设备与传感器之间数据传输的效率和准确性，实现实时数据处理和分流，为边缘数据中心提供高质量的数据。并且可以加速数据处理和决策过程，提升系统的性能和效果。同时，通过分流处理，边缘设备可以将传感器采集到的数据根据子信道分配进行传输；可以提高数据传输的并行性，减少传输的延迟，提高数据传输的效率；分流时间的计算公式考虑了子信道数量、传感器的额定传输速率以及每个子信道上的总数据传输速率等因素。通过合理计算分流时间，可以有效地控制数据的传输时间，避免传输过程中的拥塞问题；分流量的计算公式考虑了子信道数量、传感器的额定传输速率以及每个子信道上的总数据传输速率等因素。通过计算分流量，可以合理安排数据的分流量，提高数据传输的效率。

本发明的一个实施例，所述操作执行模块包括：

数据加密模块：通过物联网建立边缘设备与中心控制系统的无线连接，边缘设备将数据通过无线传输方式发送给中心控制系统，并通过加密算法对传输的数据进行加密；

数据解密模块；中心控制系统监听来自边缘设备的连接请求，接受经过加密的数据，并对加密数据进行解密还原原始数据；

数据解码模块：中心控制系统对还原后的原始数据进行解码并将其转换为数字信号；

信号处理模块：中心控制系统对接码后的数字信号进行处理，所述处理包括数据解析、校准以及错误检测；并将处理后的数据存储在数据库中；

需求执行模块：根据解码和处理的数据结果以及中心控制系统的需求，执行相应的操作。

上述技术方案的工作原理为：边缘设备通过物联网建立与中心控制系统的无线连接；可以通过无线通信技术如Wi-Fi、蓝牙或者其他物联网协议来实现，确保数据的传输和通信的可靠性；边缘设备使用加密算法对传输的数据进行加密，确保数据的安全性。中心控制系统监听来自边缘设备的连接请求，并接受经过加密的数据。中心控制系统使用相应的解密算法对加密数据进行解密和还原为原始数据；中心控制系统对还原后的原始数据进行解码，将其转换为数字信号；涉及到将数据从传输协议中解析出来，根据协议规定的格式进行解析和转换，以得到可读的数字信号；中心控制系统对解码后的数字信号进行进一步的处理；包括数据的解析、校准和错误检测等操作，确保数据的准确性和完整性。处理后的数据被存储在数据库中，以便后续的数据分析和应用；根据解码和处理后的数据结果，中心控制系统根据自身的需求执行相应的操作。

上述技术方案的效果为：通过使用加密算法对传输的数据进行加密，确保数据在无线传输过程中的安全性。这可以防止敏感数据被未经授权的人员获取或篡改；通过建立物联网的边缘设备与中心控制系统的无线连接，中心控制系统能够监听来自边缘设备的实时连接请求，并接受数据传输。这使得中心控制系统能够实时监测和控制边缘设备的状态和行为；中心控制系统对还原后的原始数据进行解码和转换，将其转换为数字信号。这使得数据能够被理解和处理，为进一步的数据分析和应用提供基础；中心控制系统对接收到的数字信号进行处理，包括数据解析、校准和错误检测等操作。这能够保证接收到的数据的准确性和完整性，并及时发现和纠正可能存在的错误；处理后的数据被存储在数据库中，为后续的数据分析和应用提供支持。根据解码和处理的数据结果以及中心控制系统的需求，可以执行相应的操作。

本发明的一个实施例，所述相应的操作，包括：

远程监测：通过远程连接，用户随时访问物联网系统，获取实时数据、状态信息，并进行远程监控和管理；

远程控制：通过中心控制系统向边缘设备发送命令，控制其执行特定的操作，所述操作包括打开/关闭设备以及调节参数；

故障诊断：根据设备的实时数据以及预设规则，识别潜在的故障以及异常情况，并根据所述故障以及异常情况生成警报或通知，用户通过远程访问物联网系统，对故障设备进行远程诊断，定位问题并提供解决方案，并记录故障诊断的结果、维修过程以及维护计划；

优化管理：通过机器学习算法通过对存储的数据进行深入分析，并基于数据分析结果，制定优化策略和措施，并通过远程调整对配电线路进行优化；并实时监测和评估优化效果，进行持续改进和管理。

上述技术方案的工作原理为：边缘设备与中心控制系统之间建立无线连接，数据传输被加密以确保数据安全性；中心控制系统监听来自边缘设备的连接请求，接收经过加密的数据，并对加密数据进行解密还原原始数据；中心控制系统对还原后的原始数据进行解码并将其转换为数字信号；中心控制系统对接收到的数字信号进行处理，包括数据解析、校准以及错误检测；处理后的数据存储在数据库中，并根据解码和处理的数据结果以及中心控制系统的需求，执行相应的操作；用户可以通过远程连接访问物联网系统，获取实时数据、状态信息，并进行远程监控和管理，或通过中心控制系统向边缘设备发送命令，控制其执行特定的操作；根据设备的实时数据以及预设规则，中心控制系统识别潜在的故障以及异常情况，并根据所述故障以及异常情况生成警报或通知，用户通过远程访问物联网系统进行远程诊断，定位问题并提供解决方案；中心控制系统通过机器学习算法对存储的数据进行深入分析，制定优化策略和措施，并通过远程调整对配电线路进行优化；并实时监测和评估优化效果，进行持续改进和管理。

上述技术方案的效果为：用户可以随时通过远程连接访问物联网系统，获取实时数据和状态信息；使得用户能够实时了解设备运行情况，及时发现问题并采取措施，提高了运维的效率；通过中心控制系统向边缘设备发送命令，用户可以远程控制设备进行特定操作，如打开/关闭设备或调节参数。这样的远程控制功能提高了设备的灵活性和可操作性，减少了人工介入的需求；根据设备的实时数据和预设规则，中心控制系统能够识别潜在的故障和异常情况，并生成警报或通知。用户可以通过远程访问物联网系统，对故障设备进行远程诊断，定位问题并提供解决方案。这样做可大大缩短故障排除的时间，减少停机时间，提高设备的可用性和可靠性；通过机器学习算法对存储的数据进行深入分析，中心控制系统能够制定优化策略和措施。通过远程调整对配电线路进行优化，可以提高能源利用效率，降低能源消耗和运营成本。实时监测和评估优化效果，持续改进和管理，进一步提升系统的性能和效益。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种配电线路的无线通信方法，其特征在于，所述方法包括：

根据需要进行监测以及控制的参数在配电线路中安装传感器，所述传感器用于采集电力系统中的各种参数数据；

在所述传感器旁安装边缘设备，所述边缘设备和传感器连接，边缘设备接收传感器获取的数据进行处理，所述处理包括对所述传感器采集到的配电线路中设备的运行数据进行分流处理，并计算分流时间与分流量，并将处理结果转换成可传输的格式；

通过物联网系统将数据通过无线信号传输至中心控制系统，并通过加密算法数据进行加密，所述中心控制系统接收到无线传输的数据，进行解码和处理；根据解码与处理结果以及需求，进行相应操作。

2.根据权利要求1所述一种配电线路的无线通信方法，其特征在于，所述根据需要进行监测以及控制的参数在配电线路中安装传感器，所述传感器用于采集电力系统中的各种参数数据，包括：

确定需要监测的参数和数据，所述参数数据包括电流、电压以及功率；

根据所述需要监测的参数数据选择相应的传感器，所述传感器包括电流传感器、电压传感器以及功率传感器；

将选定的传感器安装在配电线路中，所述电流传感器与配电线路中被监测的导线进行连接，并进行接地操作；所述电压传感器与配电线路中被监测的电源回路进行连接；所述配电线路安装在所述配电线路的输入端以及输出端。

3.根据权利要求1所述一种配电线路的无线通信方法，其特征在于，所述在所述传感器旁安装边缘设备，所述边缘设备和传感器连接，边缘设备接收传感器获取的数据进行处理，所述处理包括对所述传感器采集到的配电线路中设备的运行数据进行分流处理，并计算分流时间与分流量，并将处理结果转换成可传输的格式；包括：

将边缘设备安装在传感器旁，并通过物联网将所述边缘设备与传感器进行无线连接；

边缘设备实时获取传感器采集到的数据，并对所述数据进行处理；

边缘设备将经过处理后的数据转换为可传输的模式，并将数据上传至边缘数据中心，所述转换包括将数据转换成特定的数据协议、数据包格式或数据结构。

4.根据权利要求1所述一种配电线路的无线通信方法，其特征在于，所述通过物联网系统将数据通过无线信号传输至中心控制系统，并通过加密算法数据进行加密，所述中心控制系统接收到无线传输的数据，进行解码和处理；根据解码与处理结果以及需求，进行相应操作包括：

通过物联网建立边缘设备与中心控制系统的无线连接，边缘设备将边缘数据中心存储的数据通过无线传输方式发送给中心控制系统，并通过加密算法对传输的数据进行加密；

中心控制系统监听来自边缘设备的连接请求，接受经过加密的数据，并对加密数据进行解密还原原始数据；

中心控制系统对还原后的原始数据进行解码并将其转换为数字信号；

中心控制系统对接码后的数字信号进行处理，所述处理包括数据解析、校准以及错误检测；并将处理后的数据存储在数据库中；

根据解码和处理的数据结果以及中心控制系统的需求，执行相应的操作。

5.根据权利要求4所述一种配电线路的无线通信方法，其特征在于，所述相应的操作，包括：

远程监测：通过远程连接，用户随时访问物联网系统，获取实时数据、状态信息，并进行远程监控和管理；

远程控制：通过中心控制系统向边缘设备发送命令，控制其执行特定的操作，所述操作包括打开/关闭设备以及调节参数；

故障诊断：根据设备的实时数据以及预设规则，识别潜在的故障以及异常情况，并根据所述故障以及异常情况生成警报或通知，用户通过远程访问物联网系统，对故障设备进行远程诊断，定位问题并提供解决方案，并记录故障诊断的结果、维修过程以及维护计划；

优化管理：通过机器学习算法通过对存储的数据进行深入分析，并基于数据分析结果，制定优化策略和措施，并通过远程调整对配电线路进行优化；并实时监测和评估优化效果，进行持续改进和管理。

6.一种配电线路的无线通信系统，其特征在于，所述系统包括：

数据采集模块：根据需要进行监测以及控制的参数在配电线路中安装传感器，所述传感器用于采集电力系统中的各种参数数据；

设备连接模块：在所述传感器旁安装边缘设备，所述边缘设备和传感器连接，边缘设备接收传感器获取的数据进行处理，所述处理包括对所述传感器采集到的配电线路中设备的运行数据进行分流处理，并计算分流时间与分流量，并将处理结果转换成可传输的格式；

操作执行模块：通过物联网系统将数据通过无线信号传输至中心控制系统，并通过加密算法数据进行加密，所述中心控制系统接收到无线传输的数据，进行解码和处理；根据解码与处理结果以及需求，进行相应操作。

7.根据权利要求6所述一种配电线路的无线通信系统，其特征在于，所述数据采集模块包括：

实时监测模块：确定需要监测的参数和数据，所述参数数据包括电流、电压以及功率；

设备选择模块：根据所述需要监测的参数数据选择相应的传感器，所述传感器包括电流传感器、电压传感器以及功率传感器；

位置选择模块：将选定的传感器安装在配电线路中，所述电流传感器与配电线路中被监测的导线进行连接，并进行接地操作；所述电压传感器与配电线路中被监测的电源回路进行连接；所述配电线路安装在所述配电线路的输入端以及输出端。

8.根据权利要求6所述一种配电线路的无线通信系统，其特征在于，所述设备连接模块包括：

无线连接模块：将边缘设备安装在传感器旁，并通过物联网将所述边缘设备与传感器进行无线连接；

数据处理模块：边缘设备实时获取传感器采集到的数据，并对所述数据进行处理；

数据转换模块：边缘设备将经过处理后的数据转换为可传输的模式，并将数据上传至边缘数据中心，所述转换包括将数据转换成特定的数据协议、数据包格式或数据结构。

9.根据权利要求6所述一种配电线路的无线通信系统，其特征在于，所述操作执行模块包括：

数据加密模块：通过物联网建立边缘设备与中心控制系统的无线连接，边缘设备将边缘数据中心存储的数据通过无线传输方式发送给中心控制系统，并通过加密算法对传输的数据进行加密；

数据解密模块；中心控制系统监听来自边缘设备的连接请求，接受经过加密的数据，并对加密数据进行解密还原原始数据；

数据解码模块：中心控制系统对还原后的原始数据进行解码并将其转换为数字信号；

信号处理模块：中心控制系统对接码后的数字信号进行处理，所述处理包括数据解析、校准以及错误检测；并将处理后的数据存储在数据库中；

需求执行模块：根据解码和处理的数据结果以及中心控制系统的需求，执行相应的操作。

10.根据权利要求9所述一种配电线路的无线通信系统，其特征在于，所述相应的操作，包括：

远程监测：通过远程连接，用户随时访问物联网系统，获取实时数据、状态信息，并进行远程监控和管理；

远程控制：通过中心控制系统向边缘设备发送命令，控制其执行特定的操作，所述操作包括打开/关闭设备以及调节参数；

故障诊断：根据设备的实时数据以及预设规则，识别潜在的故障以及异常情况，并根据所述故障以及异常情况生成警报或通知，用户通过远程访问物联网系统，对故障设备进行远程诊断，定位问题并提供解决方案，并记录故障诊断的结果、维修过程以及维护计划；

优化管理：通过机器学习算法通过对存储的数据进行深入分析，并基于数据分析结果，制定优化策略和措施，并通过远程调整对配电线路进行优化；并实时监测和评估优化效果，进行持续改进和管理。