[发明专利]一种企业配用电安全无线传感网

说明书

技术领域

本发明涉及无线传感网领域，具体是一种企业配用电安全无线传感网。

背景技术

随着电力系统向高电压、大容量、互联网发展，对电力系统安全可靠性指标的要求也越来越高。尤其大型电力、冶金、煤炭等关系国民经济命脉的生产企业是电力能源的主要用户，停电事故、漏电危险、电能质量低下等隐患对电力设施安全、现场操作人员安全、大规模生产构成巨大威胁。

传统的电气设备检测手段采用的电力线载波、EPON有线光纤通信等传输方式，存在较明显的线路庞杂冗余，受地理位置和环境因素影响等弊端；同时现有的无线网络的路由算法一旦传输节点发生故障就必须重新启动路由查找链接过程，这会造成较大的能量消耗且效率较低，不符合企业配用电安全的实时性监测要求。

因此，建立一个可靠的实时性无线数据传感网络已成为企业配用电安全的一个迫切要求。

发明内容    本发明的目的是提供一种企业配用电安全无线传感网，以解决现有技术存在的问题。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：

一种企业配用电安全无线传感网，包括供智能诊断与决策支持系统服务器访问的工业以太网，工业以太网通过网络交换机与供用户访问的互联网通讯连接，其特征在于：还包括有多个ZigBee网络Sink节点，每个ZigBee网络Sink节点分别供多种配电电气设备传感器通讯接入，多个ZigBee网络Sink节点划分为多个簇，每个簇内包含数量相同的多个ZigBee网络Sink节点，每个簇内的ZigBee网络Sink节点采用星型拓扑结构连接，且每个簇内其中一个ZigBee网络Sink节点作为簇头节点，多个簇的簇头节点之间采用线型拓扑结构连接，形成复合线状网络拓扑结构的无线传感器网络，且无线传感器网络中各个簇再依次通过WIFI无线局域网络、嵌入式网关与工业以太网通讯连接。

所述的一种企业配用电安全无线传感网，其特征在于：所述无线传感器网络中采用一种路由协议完成数据传输，所述路由协议的算法包括：

基于地理位置信息的簇的划分：所述无线传感器网络为分簇网络，每个簇内有一个簇头，簇内为第一层，簇间为第二层，根据物理位置信息进行簇划分，同一区域的多个ZigBee网络Sink节点划分为一个簇；

基于信号强度的节点判别规则：通过测量接收信号的场强值，利用已知信道衰落模型以及节点发射的场强值估算出信源节点到接收节点之间的距离，通过求解节点与节点之间的距离方程组，即能确定信源节点位置，从而确定对所接受的数据包的处理方式；

基于能量的簇头选举机制：在簇内总是选择能量最多的ZigBee网络Sink节点作为簇头节点，当簇头节点发生故障时，簇内其他节点作为簇头节点的备用节点，通过簇头选举，重新选择新的簇头节点，提高了无线传感器网络的可靠性；

信源定位：为每一个ZigBee网络Sink节点确定全网唯一的标识，节点的物理位置信息相映射，将其作为传输数据的一部分传送给监控和预警平台，为用户及时发现问题，定位故障源提供有效支持。

本发明采用分布式互联的具有多种参量检测功能的新型传感器节点，可以完成多类数据的采集，降低成本，提高灵活性与可靠性。

采用通过个人无线局域网（WiFi）、短距自组无线网路（ZigBee）射频传输的路由算法，运用基于分簇的网络结构和基于能量的簇头选举机制，一旦某一传输节点发生故障，可以通过簇头的选举机制重新选择簇头，实现了传输节点的互为备份。新簇头向其他簇头广播变更信息，迅速建立新的路由，从而提高了系统的灵活性和鲁棒性。这种ZigBee与WiFi技术多网融合的无线网络，可以实现传感器数据的可靠传输；同时采取数据融合技术对多个传感器采集的数据进行处理和优化，大大提高了系统的可靠性和稳定性。

附图说明

图1为本发明网络结构示意图。

图2为本发明路由机制原理图。

具体实施方式