[发明专利]高压电网导线低功耗环境感知节点系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及高压电网检测及无线网络传感技术，特别涉及一种高压电网导线低功耗环境感知节点系统及其方法。

背景技术

据统计结果表明，复杂气候环境如冻雨、暴风等恶劣天气是造成电网大面积停电事故的原因之一，而且高压电网电力传输设备自身故障造成的电网事故也有逐年增多的趋势，每年约占所有电网事故的一半。因此有必要加强对高压电网输电设备状态的在线监测，通过一定的技术手段提高电网的安全运行。

高压电网电力系统包括数量众多的各类设备，且大多设备工作在高电压环境下，若通过人工对其进行监控步骤繁琐复杂、成本高昂、工作周期较长等缺点。目前只有少数较为重要的设备实现了全天候的实时在线监控，而高压电网大部分设备和线路均处于环境较为恶劣的户外条件下，且这些设备仅处于人工定期巡检的状态。且电力公司对于高压输电线路的检测方式主要以人工监测为主，由于电网覆盖面非常广而且线路分布十分复杂，通过这种监测方式会消耗较大的人力物力成本较高，且存在较大的误差，检测范围有限等。

随着科学技术的发展，特别是近年来，电子技术的发展日新月异，计算机的普及和应用把人类带入信息时代，各种电器设备充满了人们生产和生活的各个领域，相当大部分的家用或者工业使用的电器设备都应用到了传感器件，传感器技术是现代信息技术中主要技术之一，在经济建设中占有着极其重要的地位。传感器的出现从根本上弥补了很多传统测量方法的不足，无论是在定性、定量、以及精确度等方面的感知。因此，将无线传感器网络应用到高压电网的监测中有很大的必要性。此外，由于实时监测不仅会耗费较多的电力能源，同时，长时间处于待机状态，也会缩短各种检测模块的整体使用寿命，因此，有必要对整套监测系统的感知节点的工作模式进行调整以提高整套监测系统的使用寿命。

发明内容

本发明针对现有技术能耗高，稳定性低，需要长时间待机，使用寿命短等缺点，提供了一种具有低能耗，高稳定性，具有自感应调节的低功耗选择和调整模式，使用寿命长的新型高压电网导线低功耗环境感知节点系统及方法。

为实现上述目的，本发明可采取下述技术方案：

高压电网导线低功耗环境感知节点系统，包括多个无线传感节点、中继节点、地面计算机接收装置，所述无线传感节点包括微处理器、导线温度检测模块、环境温湿度检测模块、倾斜角度检测模块、射频发射模块、定时器，所述中继节点包括中继接收装置，其中，所述导线温度检测模块、环境温湿度检测模块、倾斜角度检测模块、射频发射模块分别与所述微处理器，所述导线温度检测模块、环境温湿度检测模块、倾斜角度检测模块、射频发射模块中分别设置有定时器，所述微处理器、导线温度检测模块、环境温湿度检测模块、倾斜角度检测模块、射频发射模块分别包括低耗能的低功耗模式和高耗能的工作模式。

作为优选，所述微处理器为MSP430系列单片机。

应用上述高压电网导线低功耗环境感知节点系统的方法，包括以下具体步骤：

1）初始化所述导线温度检测模块、环境温湿度检测模块、倾斜角度检测模块，所述导线温度检测模块、环境温湿度检测模块、倾斜角度检测模块进入休眠模式，设置所述定时器的时间，分别设定所述导线温度检测模块、环境温湿度检测模块、倾斜角度检测模块的检测时间间隔，设定所述射频发射模块的发射时间间隔。

2）唤醒并分别读取所述导线温度检测模块、环境温湿度检测模块、倾斜角度检测模块的检测数据，并将检测数据分组打包存入所述无线传感节点的数据缓冲区；

3）将所述微处理器设置为工作模式并读取所述导线温度检测模块、环境温湿度检测模块、倾斜角度检测模块得检测数据；

4）将所述导线温度检测模块、环境温湿度检测模块、倾斜角度检测模块设置为休眠模式；

5）待所述数据缓冲区溢出后，将所述数据缓冲区内的数据发送至所述射频发射模块的FIFO存储器；

6）将所述射频发射模块设置为工作模式，启动所述射频发射模块，顺序发射所述FIFO存储器内的数据；

7）所述射频发射模块等待并接收所属中继节点的ACK应答信号，如果所述射频发射模块未收到所述ACK应答信号，则跳转执行上述步骤6；

8）将所述射频发射模块和微处理器设置为低功耗模式，跳转执行步骤2。

作为优选，所述步骤2具体包括：

2-1）检测所述环境温湿度检测模块和所述导线温度检测模块的检测时间间隔，如果所述检测时间间隔届满则将所述环境温湿度检测模块和所述导线温度检测模块设置为工作模式，分别读取所述环境温湿度检测模块和所述导线温度检测模块的检测数据；