基于低功耗无线网格网络技术通信的输电线路在线监测装置制造方法及图纸

基于低功耗无线网格网络技术通信的输电线路在线监测装置，本实用新型专利技术由主控单元、天线、电源单元、传感器单元组成；其中天线通过馈线与主控单元连接，电源单元、传感器单元与主控单元之间分别通过电缆连接。无线网格网络技术基于呈网状分布的众多无线接入点间的相互合作和协同，具备动态自组织、自配置、自维护等突出特点。本实用新型专利技术选用低功耗无线网格网络通信模块，更适合应用于输电线路在线监测领域。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及架空输电线路监测领域。技术采用低功耗无线网格网络通信模块替代3G/GPRS通讯模块，通信模块采用无线网格网络技术，可以通过自组网方式实现输电线路上的无线网络覆盖，为输电线路在线监测设备提供稳定可靠的传输通道。
技术介绍
电力是国家的支柱能源和命脉。但由于电网系统大多直接暴露于自然条件下，受环境因素和自然灾害影响大。我国是世界上地质灾害最为严重的国家之一，灾害种类多、分布地域广、发生频率高、造成损失大。各类自然灾害的发生直接威胁着电网系统的安全运行，甚至导致严重的电网破坏和大面积停电事故，影响到人们的正常生产、生活和社会的稳定。目前输电线路在线监测(覆冰监测等)已经在智能电网项目中铺开实施，但通信一直是困扰输电线路在线监测的难点之一，尤其是通信的带宽和稳定性得不到保障。本技术采用低功耗无线网格网络通信模块替代3G/GPRS通讯模块，模块采用无线网格网络技术，可以通过自组网方式实现输电线路上的无线网络覆盖，为输电线路在线监测设备提供稳定可靠的传输通道，以解决通信上的稳定性问题，为输电线路在线监测开发一种新的通信方式，并解决在前期应用中出现的问题。该技术采用的新技术具备以下特点与技术优势:1、采用低功耗、低成本的自组网技术；2、网络拓扑为完全分布式、对等的网状网络；3、采用私有多径路由协议，充分利用网络中的冗余路由，数据链路具备优异的自愈性和稳定性；4、所有设备节点都可以休眠，支持异步、同步、自主、混合等多种休眠方式；5、设备节点间网络传输性能佳，节点功耗低，支持大规模网络及快速自组网络。本技术采用的新技术基于低功耗无线网格网络技术，该技术是一种新型无线技术，采用创新的端到端网络协议，通过自我修复、自我发现网状网络来提高稳定性。该技术是一种低功耗、低复杂度、低成本的双向无线通信网络技术。网络中每一个节点都可设置为路由节点，使得区域内的所有节点连接成一个无线自组网络。网络内允许每个节点有多个通讯路径，节点自动选择最佳、最稳定路径进行通讯。只要在有效距离范围里同设置的模块会自动加入到网络里，并可与网络中的任意模块进行数据通讯，该技术的优点在于模块可自动组网，这样距离可得到扩展。该无线网络具有自愈功能，路径上某一节点失效后，网络能够自动搜索新的可用路径，并将新路径存储，供下次直接使用。本技术支持异步、同步、自主、混合等多种休眠方式，可以显著降低设备的功耗，延长依靠电源供电的设备运行时间和使用寿命，确保通信的稳定性。本技术提供无线路由功能，具备多跳功能、网络具有自组织能力、自修复能力和自平衡能力，可通过扩展形成无线城域网，满足输电线路无线通信网的传输需求。
技术实现思路
本技术提出基于低功耗无线网格网络技术通信的输电线路在线监测设备，技术采用低功耗无线网格网络通信模块替代3G/GPRS通讯模块，模块采用无线网格网络技术，可以通过自组网方式实现输电线路上的无线网络覆盖，为输电线路在线监测设备提供稳定可靠的传输通道，以解决通信稳定性问题，为输电线路在线监测开发一种新的通信方式。为了达到目的，本使用新型采取以下技术方案:基于低功耗无线网格网络技术通信的输电线路在线监测装置，本技术特征在于包括:主控单元、天线、电源单元、传感器单元；其中天线通过馈线与主控单元连接，电源单元、传感器单元与主控单元之间分别通过电缆连接。本技术主控单元包括中央处理模块、无线网格网络通信模块、外部接口连接模块、电源管理模块、数据存储单元、时钟模块等；其中无线网格网络通信模块、外部接口连接模块、电源管理模块、数据存储模块、实时时钟模块分别与中央处理模块电性连接；其中实时时钟单元目的在于给设备提供数据传输时间参数，实时时钟单元与MCU电性连接；FLASH数据存储单元目的是防止数据丢失、提高数据传输的可靠性，存储单元可存储I年以上的数据不丢失，有效的提高数据传输的可靠性，FLASH数据存储单元与MCU电性连接。为提高中央处理模块的稳定性，本技术中央处理模块包括MCU、看门狗电路、数模转换电路；看门狗电路、数模转换电路分别与MCU电性连接；本技术主控单元的电源管理模块、无线网格网络通信模块、数据存储模块、实时时钟模块分别与中央处理模块内部的MCU电性连接。为了保证传输设备的带宽及传输的可靠性，本技术无线网格网络通信模块包括路由模块、协议转换模块(网关)、嵌入式电台模块；其中路由模块、协议转换模块(网关)、嵌入式电台模块相互之间电性连接。本技术为了保证传输的距离与可靠稳定，天线采用高增益天线，天线与主控单元内的无线网格网络模块连接。为了提高运行的可靠性，本技术所述电源单元包括充电控制器、太阳能板及蓄电池，其中太阳能板与蓄电池均通过电缆与充电控制器连接；充电控制器与所述的中央处理模块之间通过电缆经由所述的外部接口连接模块进行连接。本技术所述传感器单元与主控单元电性连接。采集的数据通过电缆经由外部接口连接模块传至MCU中。本技术具备如下有益效果:①采用低功耗的自组网技术，所有节点都可以休眠，支持异步、同步、自主、混合等多种休眠方式，可以显著降低设备的功耗，延长依靠电源供电的设备运行时间和使用寿命，确保通信的稳定性。②采用太阳能板、蓄电池、充电控制器组成的光伏太阳能供电系统。太阳能板选用转换效率高、稳定性好的单晶硅太阳能板；蓄电池选用特殊定制的军工品质线路专用蓄电池，具备环境适应力强、低温性能好、自放电小、循环使用寿命长的特点；充电控制器具有完善充放电管理功能，采用三阶段充电控制、具备自动温度补偿、过压欠压保护、过流短路保护、过热保护等功能，适合长期应用于野外无人值守的场合，增加系统可靠性；③采用对等网络通讯网络协议，任意一个设备都可设置为路由节点，各设备之间可以点对点、点对多点进行通信，每个设备均允许拥有多个通信路径，设备自身会自动选择最佳最稳定的路径进行通信传输，以保证数据通信的快速、稳定、可靠；④设备可通过自我修复、自我发现网状网络来提高稳定性，同设置的模块会自动加入到网络里，并可与网络中的任意模块进行数据通讯；同时当设备通信路径上某一链路失效后，设备能够自动搜索新的可用路径，并将新路径存储，供下次直接使用。提高通信网络的可靠性。⑤采用数字传感器，RS485标准化接口，模块化设计。可根据现场需要，灵活配置采集传感器类别和数量，应用到不同的场合即可实现覆冰、气象、动态增容、图像等不同监测需求。⑥独特的软硬件看门狗设计，具有定时重启和远程控制重启功能，可以灵活设置重启动运行机制，为设备长期稳定运行提供了重要保障；⑦完善的自诊断功能，能自我监视设备的整体运行状况，监视数据能上传到远程调试中心进行远程调试；⑧选用工业级低功耗芯片和器件，采用去耦滤波、当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于低功耗无线网格网络技术通信的输电线路在线监测装置，其特征在于包括：主控单元、天线、电源单元、传感器单元；其中天线通过馈线与主控单元连接，电源单元、传感器单元与主控单元之间分别通过电缆连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈超，孟杨超，吴云龙，任莹，尹福荣，孙继鹏，
申请(专利权)人：昆明能讯科技有限责任公司，
类型：新型
国别省市：云南;53