[发明专利]基于无线传感器网络的电力变压器振动监测系统

权利要求书

1.基于无线传感器网络的电力变压器振动监测系统，其特征是，包括依次连接的传感监测装置、数据接收装置和电力变压器振动监测中心，所述传感监测装置用以采集变压器表面各测点处的振动数据，所述数据接收装置用于接收传感监测装置传送的振动数据，并传输给电力变压器振动监测中心；所述的传感监测装置包括汇聚节点和多个传感器节点，传感器节点用于采集和传输振动数据；汇聚节点用于汇聚传感器节点采集的振动数据并将汇聚的振动数据转发至电力变压器振动监测中心，传感器节点与汇聚节点共同构成用于进行变压器振动监测、数据采集及传输的无线传感器网络。

2.根据权利要求1所述的基于无线传感器网络的电力变压器振动监测系统，其特征是，所述的电力变压器振动监测中心用于对数据接收装置传输的振动数据进行存储、分析处理和显示，电力变压器振动监测中心包括依次连接的数据存储单元、数据分析处理单元和数据显示单元。

3.根据权利要求1所述的基于无线传感器网络的电力变压器振动监测系统，其特征是，传感器节点包括数据采集模块、数据处理模块以及数据通信模块；数据采集模块由传感器与A/D转换器完成，数据处理模块由微处理器与存储器完成，数据通信模块由无线收发器完成。

4.根据权利要求3所述的基于无线传感器网络的电力变压器振动监测系统，其特征是，所述的传感器为振动加速度传感器或温度传感器。

5.根据权利要求1-4任一项所述的基于无线传感器网络的电力变压器振动监测系统，其特征是，传感器节点分为簇头节点和簇成员节点，簇成员节点用于采集振动数据并将振动数据发送至所属簇的簇头节点；簇头节点用于接收并处理簇成员发送的振动数据，还用于将处理后的振动数据发送至汇聚节点。

6.根据权利要求5所述的基于无线传感器网络的电力变压器振动监测系统，其特征是，传感器节点基于改进的LEACH路由协议分为簇头节点和簇成员节点，具体包括：

(1)每一轮的簇头选举开始时，每个传感器节点随机生成一个介于0到1之间的随机数，并设定阈值为：

式中，Ω_i表示传感器节点i设定的阈值，为簇头节点数占总传感器节点数百分比的期望值，r为当前轮数减1，Φ为在前轮中未当选过簇头节点的传感器节点集合，E_min为设定的最小能量值，E_i为传感器节点i的当前剩余能量，f(E_min，E_i)为比较函数，当E_min≤E_i时，f(E_min，E_i)＝1，当E_min＞E_i时，f(E_min，E_i)＝0，A为设定的电力变压器振动监测区域的长度，R_i为传感器节点i的通信半径，N为传感器节点的总个数，mod(·)表示求余函数；

(2)若传感器节点生成的随机数小于其设定的阈值，该传感器节点当选为簇头节点；

(3)当簇头节点全部产生后，簇头节点向网络中广播自己当选为簇头节点的消息，其他非簇头节点根据接收到的广播信息的强弱加入相应簇，成为该簇的簇成员节点，并发送信息告知对应的簇头节点。