[发明专利]一种应用于输电线路在线监测的WSN时延优化方法

说明书

本发明公开了一种应用于输电线路在线监测的WSN时延优化方法，该方法包括基于局部搜索思想的网络优化部署方法和多层次组网方法。网络优化部署方法是在传统长链型监测网络结构的基础上，通过引入远传节点，形成能够直接与数据中心通信的无线链路，从而优化网络时延。多层次组网方法在此基础上，进一步考虑实际中可能出现的同一区域内连续多个杆塔的数据量均很大，仅利用网络优化部署无法有效分散该类区域杆塔数据量的情况，借鉴隐式分簇理论的基本思想，提出多层次组网方法优化网络时延。所述方法能够有效解决传统长链型网络中存在的传输路径长、网络时延大以及汇聚节点的瓶颈效应，提高输电线路监测网络的通信能力。

技术领域

本发明涉及输电线路状态在线监测领域，特别是一种应用于输电线路在线监测的WSN时延优化方法。

背景技术

输电线路是输送电能的主要通道。我国输电线路分布广、跨度大，部分工作地区气候条件恶劣，自然灾害多发，这些因素都严重影响着输电线路的安全稳定运行，对输电线路的工作环境、运行状态进行在线监测意义重大。随着WSN在工业监控中的广泛应用和智能电网发展的迫切需要，将WSN应用于输电线路状态监测成为研究热点。目前应用于输电线路在线监测的WSN主要是以IEEE802.15.4标准为基础的Zigbee无线传感器网络，它是一种近距离、低功耗、低成本的网络技术，已广泛应用于环境监测、医疗保健、家居、军事、商业、工业等其它众多领域。

在线监测要求实时性数据，研究表明，正常运行的SCADA系统接收到的监测数据延时如果超过50ms就会导致错误的控制策略。因此对网络时延进行优化，不仅可以保证输电线路的稳定运行，还可以提高监测系统的决策化水平。而输电线路在线监测的WSN由于受输电线路结构的影响而呈长链型，这种长链型网络存在传输路径长、网络时延大的问题，具体而言，由于长链型网络中汇聚节点位于线路两端，处于线路中间部分的传感器节点要沿着较长的传输路径进行多跳将数据传输至汇聚节点，较多的跳数会增加信道冲突的几率，并且汇聚节点成为整个网络的瓶颈，容易造成数据拥塞，严重影响数据传输的实时性、可靠性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，针对上述现有技术的不足，提供一种应用于输电线路在线监测的WSN时延优化方法。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种应用于输电线路在线监测的WSN时延优化方法，采用输电线路异构型监测网络，所述输电线路异构型监测网络包括位于输电线路两端的变电站、多个杆塔，每个杆塔附近均布设有多个传感器节点，每个杆塔顶端布设一个中继节点或远传节点，传感器节点采样数据包单跳汇集至该传感器节点所在杆塔的中继节点或远传节点，远传节点利用GSM链路将传感器节点采样数据包传输至公网基站，距离变电站较近的中继节点采用无线接力传输传感器节点采样数据包，即相邻的中继节点经过多跳将传感器节点采样数据包传输至变电站；距离变电站较远的中继节点采用混合传输方式，首先将接收的传感器节点采样数据包通过无线接力传输至附近的远传节点，该远传节点再通过GSM链路将传感器节点采样数据包发送至公网基站，包括以下步骤：