基于低功耗無(wú)線網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)技術(shù)通信的輸電線路在線監(jiān)測(cè)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及架空輸電線路監(jiān)測(cè)領(lǐng)域。實(shí)用新型采用低功耗無(wú)線網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)通信模塊替代3G/GPRS通訊模塊，通信模塊采用無(wú)線網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，可以通過(guò)自組網(wǎng)方式實(shí)現(xiàn)輸電線路上的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)覆蓋，為輸電線路在線監(jiān)測(cè)設(shè)備提供穩(wěn)定可靠的傳輸通道。
【背景技術(shù)】
[0002]電力是國(guó)家的支柱能源和命脈。但由于電網(wǎng)系統(tǒng)大多直接暴露于自然條件下，受環(huán)境因素和自然災(zāi)害影響大。我國(guó)是世界上地質(zhì)災(zāi)害最為嚴(yán)重的國(guó)家之一，災(zāi)害種類多、分布地域廣、發(fā)生頻率高、造成損失大。各類自然災(zāi)害的發(fā)生直接威脅著電網(wǎng)系統(tǒng)的安全運(yùn)行，甚至導(dǎo)致嚴(yán)重的電網(wǎng)破壞和大面積停電事故，影響到人們的正常生產(chǎn)、生活和社會(huì)的穩(wěn)定。
[0003]目前輸電線路在線監(jiān)測(cè)(覆冰監(jiān)測(cè)等)已經(jīng)在智能電網(wǎng)項(xiàng)目中鋪開實(shí)施，但通信一直是困擾輸電線路在線監(jiān)測(cè)的難點(diǎn)之一，尤其是通信的帶寬和穩(wěn)定性得不到保障。本實(shí)用新型采用低功耗無(wú)線網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)通信模塊替代3G/GPRS通訊模塊，模塊采用無(wú)線網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，可以通過(guò)自組網(wǎng)方式實(shí)現(xiàn)輸電線路上的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)覆蓋，為輸電線路在線監(jiān)測(cè)設(shè)備提供穩(wěn)定可靠的傳輸通道，以解決通信上的穩(wěn)定性問(wèn)題，為輸電線路在線監(jiān)測(cè)開發(fā)一種新的通信方式，并解決在前期應(yīng)用中出現(xiàn)的問(wèn)題。該實(shí)用新型采用的新技術(shù)具備以下特點(diǎn)與技術(shù)優(yōu)勢(shì):
[0004]1、采用低功耗、低成本的自組網(wǎng)技術(shù)；
[0005]2、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)錇橥耆植际?、?duì)等的網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)；
[0006]3、采用私有多徑路由協(xié)議，充分利用網(wǎng)絡(luò)中的冗余路由，數(shù)據(jù)鏈路具備優(yōu)異的自愈性和穩(wěn)定性；
[0007]4、所有設(shè)備節(jié)點(diǎn)都可以休眠，支持異步、同步、自主、混合等多種休眠方式；
[0008]5、設(shè)備節(jié)點(diǎn)間網(wǎng)絡(luò)傳輸性能佳，節(jié)點(diǎn)功耗低，支持大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)及快速自組網(wǎng)絡(luò)。
[0009]本實(shí)用新型采用的新技術(shù)基于低功耗無(wú)線網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，該技術(shù)是一種新型無(wú)線技術(shù)，采用創(chuàng)新的端到端網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，通過(guò)自我修復(fù)、自我發(fā)現(xiàn)網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)來(lái)提高穩(wěn)定性。該技術(shù)是一種低功耗、低復(fù)雜度、低成本的雙向無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。網(wǎng)絡(luò)中每一個(gè)節(jié)點(diǎn)都可設(shè)置為路由節(jié)點(diǎn)，使得區(qū)域內(nèi)的所有節(jié)點(diǎn)連接成一個(gè)無(wú)線自組網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)內(nèi)允許每個(gè)節(jié)點(diǎn)有多個(gè)通訊路徑，節(jié)點(diǎn)自動(dòng)選擇最佳、最穩(wěn)定路徑進(jìn)行通訊。只要在有效距離范圍里同設(shè)置的模塊會(huì)自動(dòng)加入到網(wǎng)絡(luò)里，并可與網(wǎng)絡(luò)中的任意模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊，該技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于模塊可自動(dòng)組網(wǎng)，這樣距離可得到擴(kuò)展。該無(wú)線網(wǎng)絡(luò)具有自愈功能，路徑上某一節(jié)點(diǎn)失效后，網(wǎng)絡(luò)能夠自動(dòng)搜索新的可用路徑，并將新路徑存儲(chǔ)，供下次直接使用。本實(shí)用新型支持異步、同步、自主、混合等多種休眠方式，可以顯著降低設(shè)備的功耗，延長(zhǎng)依靠電源供電的設(shè)備運(yùn)行時(shí)間和使用壽命，確保通信的穩(wěn)定性。
[0010]本實(shí)用新型提供無(wú)線路由功能，具備多跳功能、網(wǎng)絡(luò)具有自組織能力、自修復(fù)能力和自平衡能力，可通過(guò)擴(kuò)展形成無(wú)線城域網(wǎng)，滿足輸電線路無(wú)線通信網(wǎng)的傳輸需求。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0011]本實(shí)用新型提出基于低功耗無(wú)線網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)技術(shù)通信的輸電線路在線監(jiān)測(cè)設(shè)備，實(shí)用新型采用低功耗無(wú)線網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)通信模塊替代3G/GPRS通訊模塊，模塊采用無(wú)線網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，可以通過(guò)自組網(wǎng)方式實(shí)現(xiàn)輸電線路上的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)覆蓋，為輸電線路在線監(jiān)測(cè)設(shè)備提供穩(wěn)定可靠的傳輸通道，以解決通信穩(wěn)定性問(wèn)題，為輸電線路在線監(jiān)測(cè)開發(fā)一種新的通信方式。
[0012]為了達(dá)到目的，本使用新型采取以下技術(shù)方案:
[0013]基于低功耗無(wú)線網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)技術(shù)通信的輸電線路在線監(jiān)測(cè)裝置，本實(shí)用新型特征在于包括:主控單元、天線、電源單元、傳感器單元；其中天線通過(guò)饋線與主控單元連接，電源單元、傳感器單元與主控單元之間分別通過(guò)電纜連接。
[0014]本實(shí)用新型主控單元包括中央處理模塊、無(wú)線網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)通信模塊、外部接口連接模塊、電源管理模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元、時(shí)鐘模塊等；其中無(wú)線網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)通信模塊、外部接口連接模塊、電源管理模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊分別與中央處理模塊電性連接；其中實(shí)時(shí)時(shí)鐘單元目的在于給設(shè)備提供數(shù)據(jù)傳輸時(shí)間參數(shù)，實(shí)時(shí)時(shí)鐘單元與MCU電性連接；FLASH數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元目的是防止數(shù)據(jù)丟失、提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?，存?chǔ)單元可存儲(chǔ)I年以上的數(shù)據(jù)不丟失，有效的提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?，F(xiàn)LASH數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元與MCU電性連接。
[0015]為提高中央處理模塊的穩(wěn)定性，本實(shí)用新型中央處理模塊包括MCU、看門狗電路、數(shù)模轉(zhuǎn)換電路；看門狗電路、數(shù)模轉(zhuǎn)換電路分別與MCU電性連接；
[0016]本實(shí)用新型主控單元的電源管理模塊、無(wú)線網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)通信模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊分別與中央處理模塊內(nèi)部的MCU電性連接。
[0017]為了保證傳輸設(shè)備的帶寬及傳輸?shù)目煽啃裕緦?shí)用新型無(wú)線網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)通信模塊包括路由模塊、協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊(網(wǎng)關(guān))、嵌入式電臺(tái)模塊；其中路由模塊、協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊(網(wǎng)關(guān))、嵌入式電臺(tái)模塊相互之間電性連接。
[0018]本實(shí)用新型為了保證傳輸?shù)木嚯x與可靠穩(wěn)定，天線采用高增益天線，天線與主控單元內(nèi)的無(wú)線網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)模塊連接。
[0019]為了提高運(yùn)行的可靠性，本實(shí)用新型所述電源單元包括充電控制器、太陽(yáng)能板及蓄電池，其中太陽(yáng)能板與蓄電池均通過(guò)電纜與充電控制器連接；充電控制器與所述的中央處理模塊之間通過(guò)電纜經(jīng)由所述的外部接口連接模塊進(jìn)行連接。
[0020]本實(shí)用新型所述傳感器單元與主控單元電性連接。采集的數(shù)據(jù)通過(guò)電纜經(jīng)由外部接口連接模塊傳至MCU中。
[0021]本實(shí)用新型具備如下有益效果:
[0022]①采用低功耗的自組網(wǎng)技術(shù)，所有節(jié)點(diǎn)都可以休眠，支持異步、同步、自主、混合等多種休眠方式，可以顯著降低設(shè)備的功耗，延長(zhǎng)依靠電源供電的設(shè)備運(yùn)行時(shí)間和使用壽命，確保通信的穩(wěn)定性。
[0023]②采用太陽(yáng)能板、蓄電池、充電控制器組成的光伏太陽(yáng)能供電系統(tǒng)。太陽(yáng)能板選用轉(zhuǎn)換效率高、穩(wěn)定性好的單晶硅太陽(yáng)能板；蓄電池選用特殊定制的軍工品質(zhì)線路專用蓄電池，具備環(huán)境適應(yīng)力強(qiáng)、低溫性能好、自放電小、循環(huán)使用壽命長(zhǎng)的特點(diǎn)；充電控制器具有完善充放電管理功能，采用三階段充電控制、具備自動(dòng)溫度補(bǔ)償、過(guò)壓欠壓保護(hù)、過(guò)流短路保護(hù)、過(guò)熱保護(hù)等功能，適合長(zhǎng)期應(yīng)用于野外無(wú)人值守的場(chǎng)合，增加系統(tǒng)可靠性；
[0024]③采用對(duì)等網(wǎng)絡(luò)通訊網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，任意一個(gè)設(shè)備都可設(shè)置為路由節(jié)點(diǎn)，各設(shè)備之間可以點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)進(jìn)行通信，每個(gè)設(shè)備均允許擁有多個(gè)通信路徑，設(shè)備自身會(huì)自動(dòng)選擇最佳最穩(wěn)定的路徑進(jìn)行通信傳輸，以保證數(shù)據(jù)通信的快速、穩(wěn)定、可靠；
[0025]④設(shè)備可通過(guò)自我修復(fù)、自我發(fā)現(xiàn)網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)來(lái)提高穩(wěn)定性，同設(shè)置的模塊會(huì)自動(dòng)加入到網(wǎng)絡(luò)里，并可與網(wǎng)絡(luò)中的任意模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊；同時(shí)當(dāng)設(shè)備通信路徑上某一鏈路失效后，設(shè)備能夠自動(dòng)搜索新的可用路徑，并將新路徑存儲(chǔ)，供下次直接使用。提高通信網(wǎng)絡(luò)的可靠性。
[0026]⑤采用數(shù)字傳感器，RS485標(biāo)準(zhǔn)化接口，模塊化設(shè)計(jì)?？筛鶕?jù)現(xiàn)場(chǎng)需要，靈活配置采集傳感器類別和數(shù)量，應(yīng)用到不同的場(chǎng)合即可實(shí)現(xiàn)覆冰、氣象、動(dòng)態(tài)增容、圖像等不同監(jiān)測(cè)需求。
[0027]⑥獨(dú)特的軟硬件看門狗設(shè)計(jì)，具有定時(shí)重啟和遠(yuǎn)程控制重啟功能，可以靈活設(shè)置重啟動(dòng)運(yùn)行機(jī)制，為設(shè)備長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行提供了重要保障；
[0028]⑦完善的自診斷功能，能自我監(jiān)視設(shè)備的整體運(yùn)行狀況，監(jiān)視數(shù)據(jù)能上傳到遠(yuǎn)程調(diào)試中心進(jìn)行遠(yuǎn)程調(diào)試；
[0029]⑧選用工業(yè)級(jí)低功耗芯片和器件，采用去耦濾波、