一種基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程電能質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及的是一種基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程電能質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)，其包括：傳感器節(jié)點、網(wǎng)絡(luò)基站、數(shù)據(jù)庫服務(wù)中心和用戶終端，傳感器節(jié)點通過傳感器自組網(wǎng)的方式構(gòu)建傳感器網(wǎng)絡(luò)，對監(jiān)測區(qū)域內(nèi)的電網(wǎng)參數(shù)以及電量進(jìn)行采集，傳感器節(jié)點通過多跳路由的方式將數(shù)據(jù)傳到網(wǎng)絡(luò)基站，網(wǎng)絡(luò)基站通過GPRS將數(shù)據(jù)傳回到數(shù)據(jù)庫服務(wù)中心，數(shù)據(jù)被保存在數(shù)據(jù)庫服務(wù)中心的服務(wù)器上，用戶和電網(wǎng)工作人員都可以通過移動客戶端實時訪問中心服務(wù)器，但由于權(quán)限的不同，用戶只能得到家庭電量消費情況和歷史電量消費數(shù)據(jù)，電網(wǎng)工作人員可以實時訪問中心服務(wù)器得到電能質(zhì)量參數(shù)，同時也可以遠(yuǎn)程控制傳感器節(jié)點，提高了采集數(shù)據(jù)的可靠性、穩(wěn)定性、傳輸距離。
【專利說明】一種基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程電能質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種遠(yuǎn)程電子檢測裝置，具體說是一種基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程電能質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(Wireless Sensor Network, WSN)是由大量的靜止或移動的傳感器以自組織和多跳的方式構(gòu)成的無線網(wǎng)絡(luò)，以協(xié)作地感知、采集、處理和傳輸網(wǎng)絡(luò)覆蓋地理區(qū)域內(nèi)被感知對象的信息，并最終把這些信息發(fā)送給網(wǎng)絡(luò)的所有者。
[0003]目前人們對遠(yuǎn)程監(jiān)測電能質(zhì)量的關(guān)注程度越來越多，很多供電所已經(jīng)開始搭建基于無線的電能質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)，用于遠(yuǎn)程監(jiān)測線路上的電參數(shù)以及用戶消費的電量。傳統(tǒng)的無線電能質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)，單個檢測裝置直接與數(shù)據(jù)中心進(jìn)行通信，檢測裝置之間并沒有建立通訊鏈路，數(shù)據(jù)傳輸?shù)木嚯x有限，抗干擾能力差，數(shù)據(jù)容易丟失。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對現(xiàn)階段無線電能質(zhì)量檢測系統(tǒng)存在的問題，本發(fā)明目的是在于提供一種高效、可靠、安全、低成本的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程電能質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)。
[0005]為實現(xiàn)上述方案，本發(fā)明提供了一種基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程電能質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:其包括:傳感器節(jié)點，部署在監(jiān)測區(qū)域內(nèi)，通過傳感器自組網(wǎng)的方式構(gòu)建傳感器網(wǎng)絡(luò)，對監(jiān)測區(qū)域內(nèi)的電能質(zhì)量參數(shù)以及負(fù)載消耗的電量進(jìn)行采集數(shù)據(jù)，采集后的數(shù)據(jù)通過多跳路由的方式將數(shù)據(jù)傳到網(wǎng)絡(luò)基站；
網(wǎng)絡(luò)基站，用于接收傳感器節(jié)點傳送來的采集后的數(shù)據(jù)，將該數(shù)據(jù)經(jīng)GPRS或者有線網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)傳回到數(shù)據(jù)庫服務(wù)中心；
數(shù)據(jù)庫服務(wù)中心，用于將網(wǎng)絡(luò)基站傳來的數(shù)據(jù)被保存在原始數(shù)據(jù)庫中，對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理，對處理后的數(shù)據(jù)重新保存在數(shù)據(jù)庫中供數(shù)據(jù)顯示單元和用戶終端進(jìn)行調(diào)用。
[0006]用戶終端，用于顯示電量使用情況、歷史電量消費數(shù)據(jù)、檢測區(qū)域的電參數(shù)和各傳感器節(jié)點的具體位置，對于數(shù)據(jù)異常的節(jié)點采用消息提示，同時可對數(shù)據(jù)異常的節(jié)點進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。
[0007]所述傳感器節(jié)點包括:第一射頻通訊模塊、電參數(shù)采集模塊、GPS定位模塊、電壓互感器模塊、電流互感器模塊、電源模塊以及帶有穩(wěn)壓模塊的低功耗微控制器、所述的第一射頻通訊模塊、電參數(shù)采集模塊、GPS定位模塊、電壓互感器模塊、電流互感器模塊、電源模塊均與微控制器相連接，所述的電源模塊為整個傳感器節(jié)點供電。
[0008]所述網(wǎng)絡(luò)基站包括:存儲器單元、具有雙通道的數(shù)字通訊模塊以及帶有穩(wěn)壓模塊的微控制器單元；所述存儲器單元、數(shù)字通訊模塊均與微控制器單元連接；所述的雙通道的數(shù)字通訊模塊包括第二射頻通訊模塊和以太網(wǎng)通訊模塊。
[0009]所述數(shù)據(jù)庫服務(wù)中心包括:數(shù)據(jù)傳輸接口、數(shù)據(jù)庫平臺、對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理的數(shù)據(jù)分析處理單元、遠(yuǎn)程控制傳感器節(jié)點單元、數(shù)據(jù)顯示單元；所述數(shù)據(jù)分析處理單元、遠(yuǎn)程控制傳感器節(jié)點單元、數(shù)據(jù)顯示單通過數(shù)據(jù)傳輸接口與數(shù)據(jù)庫平臺連接；從網(wǎng)絡(luò)基站傳來的數(shù)據(jù)被保存在原始數(shù)據(jù)庫中，數(shù)據(jù)分析處理單元微控制器單元，對處理后的數(shù)據(jù)重新保存在數(shù)據(jù)庫中供數(shù)據(jù)顯示單元和用戶終端進(jìn)行調(diào)用。
[0010]所述用戶終端包括:基于PC和移動的客戶端，所述的客戶端分為能夠顯示電量使用情況和歷史電量消費數(shù)據(jù)的普通用戶客戶端和供電網(wǎng)工作人員使用，并顯示檢測區(qū)域的電參數(shù)，各節(jié)點的具體位置，對于數(shù)據(jù)異常的節(jié)點還可以消息提示，同時可對數(shù)據(jù)異常的節(jié)點進(jìn)行遠(yuǎn)程控制的專業(yè)客戶端。
[0011]所述的傳感器節(jié)點和網(wǎng)絡(luò)基站的電源包括蓄電池、太陽能電池。
[0012]與現(xiàn)階段的無線電能質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于:可以遠(yuǎn)程監(jiān)測線路上的電參數(shù)以及用戶的電量消費情況，傳感器節(jié)點之間可以相互通信，同時也可以轉(zhuǎn)發(fā)其他傳感器傳輸來的數(shù)據(jù)，提高了采集數(shù)據(jù)的可靠性、穩(wěn)定性、傳輸距離。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】來詳細(xì)說明本發(fā)明；
圖1是本發(fā)明中體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖2是傳感器節(jié)點電路圖。
[0015]圖3是網(wǎng)絡(luò)基站電路圖。
[0016]圖4是數(shù)據(jù)庫服務(wù)中心結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]具體實施方法
為使本發(fā)明實現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合【具體實施方式】，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。
[0018]如圖1所示，本實施例的基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程電能質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)，包括傳感器節(jié)點、網(wǎng)絡(luò)基站、數(shù)據(jù)庫服務(wù)中心、用戶終端四個部分。傳感器節(jié)點被任意部署在監(jiān)測區(qū)域內(nèi)，通過傳感器自組網(wǎng)的方式構(gòu)建傳感器網(wǎng)絡(luò)，對監(jiān)測區(qū)域內(nèi)的電網(wǎng)參數(shù)以及電量進(jìn)行采集，傳感器節(jié)點通過多跳路由的方式將數(shù)據(jù)傳到網(wǎng)絡(luò)基站，網(wǎng)絡(luò)基站通過GPRS將數(shù)據(jù)傳回到數(shù)據(jù)庫服務(wù)中心，數(shù)據(jù)被保存在數(shù)據(jù)庫服務(wù)中心的服務(wù)器上，用戶和電網(wǎng)工作人員都可以通過移動客戶端實時訪問中心服務(wù)器，但由于權(quán)限的不同，用戶只能得到家庭電量消費情況和歷史電量消費數(shù)據(jù)，電網(wǎng)工作人員可以實時訪問中心服務(wù)器得到電能質(zhì)量參數(shù)，同時也可以遠(yuǎn)程控制傳感器節(jié)點。
[0019]如圖2所示，傳感器節(jié)點包括:帶有穩(wěn)壓模塊的低功耗微控制器、所述的微控制器外圍連接有射頻通訊模塊、電參數(shù)采集模塊、GPS定位模塊、電量采集模塊、信號指示模塊。傳感器節(jié)點的主要任務(wù)是對監(jiān)測區(qū)域內(nèi)的電參數(shù)和電量進(jìn)行采集，對采集的數(shù)據(jù)保存并傳輸?shù)骄W(wǎng)絡(luò)基站。
[0020]如圖3所示，網(wǎng)絡(luò)基站包括:帶有穩(wěn)壓模塊的ARM微控制器單元、分別連接有雙通道的數(shù)字通訊模塊，大容量存儲器單元；所述的雙通道的數(shù)字通訊模塊包括射頻通訊模塊，以太網(wǎng)接口。網(wǎng)絡(luò)基站的準(zhǔn)要任務(wù)是通過射頻模塊或者以太網(wǎng)對傳感器傳來的數(shù)據(jù)進(jìn)行遠(yuǎn)程傳輸，以此構(gòu)成遠(yuǎn)距離的監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)。
[0021]所述的傳感器節(jié)點和網(wǎng)絡(luò)基站的電源包括蓄電池、太陽能電池，備用電池。
[0022]如圖4所示，數(shù)據(jù)庫服務(wù)中心包括:數(shù)據(jù)傳輸接口、數(shù)據(jù)庫平臺、數(shù)據(jù)分析處理單元、遠(yuǎn)程控制傳感器節(jié)點單元、數(shù)據(jù)顯示單元。網(wǎng)絡(luò)基站傳回的數(shù)據(jù)先保存在數(shù)據(jù)庫中，數(shù)據(jù)分析處理單元將數(shù)據(jù)庫中的原始數(shù)據(jù)經(jīng)過融合、過慮、綜合后保存到數(shù)據(jù)庫中以便數(shù)據(jù)顯示單元進(jìn)行數(shù)據(jù)、狀態(tài)、警報顯示。
[0023]本發(fā)明在使用時，傳感器節(jié)點被任意部署在監(jiān)測區(qū)域內(nèi)，通過傳感器自組網(wǎng)的方式構(gòu)建傳感器網(wǎng)絡(luò)，對監(jiān)測區(qū)域內(nèi)的電網(wǎng)參數(shù)以及電量進(jìn)行采集，傳感器節(jié)點通過多跳路由的方式將數(shù)據(jù)傳到網(wǎng)絡(luò)基站，網(wǎng)絡(luò)基站依靠雙通道的數(shù)字通訊模塊通過GPRS將數(shù)據(jù)傳回到數(shù)據(jù)庫服務(wù)中心，數(shù)據(jù)被保存在數(shù)據(jù)庫服務(wù)中心的服務(wù)器上數(shù)據(jù)庫平臺，用戶和電網(wǎng)工作人員都可以通過移動客戶端實時訪問中心服務(wù)器，但由于權(quán)限的不同，用戶只能得到家庭電量消費情況和歷史電量消費數(shù)據(jù)，電網(wǎng)工作人員可以實時訪問中心服務(wù)器得到電能質(zhì)量參數(shù)，同時也可以遠(yuǎn)程控制傳感器節(jié)點。
[0024]本實施例中，用戶終端包括:基于PC和移動的客戶端，所述的客戶端分為能夠顯示電量使用情況和歷史電量消費數(shù)據(jù)的普通用戶客戶端和供電網(wǎng)工作人員使用，并顯示檢測區(qū)域的電參數(shù)，各節(jié)點的具體位置，對于數(shù)據(jù)異常的節(jié)點還可以消息提示，同時可對數(shù)據(jù)異常的節(jié)點進(jìn)行遠(yuǎn)程控制的專業(yè)客戶端，電網(wǎng)工作人員使用專業(yè)客戶端實審訪問和遠(yuǎn)程控制傳感器節(jié)點。
[0025]本發(fā)明可以遠(yuǎn)程監(jiān)測線路上的電參數(shù)以及用戶的電量消費情況，傳感器節(jié)點之間可以相互通信，同時也可以轉(zhuǎn)發(fā)其他傳感器傳輸來的數(shù)據(jù)，提高了采集數(shù)據(jù)的可靠性、穩(wěn)定性、傳輸距離。
[0026]以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
【權(quán)利要求】
1.一種基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程電能質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:其包括:傳感器節(jié)點，部署在監(jiān)測區(qū)域內(nèi)，通過傳感器自組網(wǎng)的方式構(gòu)建傳感器網(wǎng)絡(luò)，對監(jiān)測區(qū)域內(nèi)的電能質(zhì)量參數(shù)以及負(fù)載消耗的電量進(jìn)行采集數(shù)據(jù)，采集后的數(shù)據(jù)通過多跳路由的方式將數(shù)據(jù)傳到網(wǎng)絡(luò)基站； 網(wǎng)絡(luò)基站，用于接收傳感器節(jié)點傳送來的采集后的數(shù)據(jù)，將該數(shù)據(jù)經(jīng)GPRS或者有線網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)傳回到數(shù)據(jù)庫服務(wù)中心； 數(shù)據(jù)庫服務(wù)中心，用于將網(wǎng)絡(luò)基站傳來的數(shù)據(jù)被保存在原始數(shù)據(jù)庫中，對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理，對處理后的數(shù)據(jù)重新保存在數(shù)據(jù)庫中供數(shù)據(jù)顯示單元和用戶終端進(jìn)行調(diào)用； 用戶終端，用于顯示電量使用情況、歷史電量消費數(shù)據(jù)、檢測區(qū)域的電參數(shù)和各傳感器節(jié)點的具體位置，對于數(shù)據(jù)異常的節(jié)點采用消息提示，同時可對數(shù)據(jù)異常的節(jié)點進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的遠(yuǎn)程電能質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述傳感器節(jié)點包括:第一射頻通訊模塊、電參數(shù)采集模塊、GPS定位模塊、電壓互感器模塊、電流互感器模塊、電源模塊以及帶有穩(wěn)壓模塊的低功耗微控制器、所述的第一射頻通訊模塊、電參數(shù)采集模塊、GPS定位模塊、電壓互感器模塊、電流互感器模塊、電源模塊均與微控制器相連接，所述的電源模塊為整個傳感器節(jié)點供電。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的遠(yuǎn)程電能質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述網(wǎng)絡(luò)基站包括:存儲器單元、具有雙通道的數(shù)字通訊模塊以及帶有穩(wěn)壓模塊的微控制器單元；所述存儲器單元、數(shù)字通訊模塊均與微控制器單元連接；所述的雙通道的數(shù)字通訊模塊包括第二射頻通訊模塊和以太網(wǎng)通訊模塊。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的遠(yuǎn)程電能質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)庫服務(wù)中心包括:數(shù)據(jù)傳輸接口、數(shù)據(jù)庫平臺、對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理的數(shù)據(jù)分析處理單元、遠(yuǎn)程控制傳感器節(jié)點單元、數(shù)據(jù)顯示單元；所述數(shù)據(jù)分析處理單元、遠(yuǎn)程控制傳感器節(jié)點單元、數(shù)據(jù)顯示單通過數(shù)據(jù)傳輸接口與數(shù)據(jù)庫平臺連接；從網(wǎng)絡(luò)基站傳來的數(shù)據(jù)被保存在原始數(shù)據(jù)庫中，數(shù)據(jù)分析處理單元微控制器單元，對處理后的數(shù)據(jù)重新保存在數(shù)據(jù)庫中供數(shù)據(jù)顯示單元和用戶終端進(jìn)行調(diào)用。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的遠(yuǎn)程電能質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述用戶終端包括:基于PC和移動的客戶端，所述的客戶端分為能夠顯示電量使用情況和歷史電量消費數(shù)據(jù)的普通用戶客戶端和供電網(wǎng)工作人員使用，并顯示檢測區(qū)域的電參數(shù)，各節(jié)點的具體位置，對于數(shù)據(jù)異常的節(jié)點還可以消息提示，同時可對數(shù)據(jù)異常的節(jié)點進(jìn)行遠(yuǎn)程控制的專業(yè)客戶端。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的遠(yuǎn)程電能質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述的傳感器節(jié)點和網(wǎng)絡(luò)基站的電源包括蓄電池、太陽能電池。
【文檔編號】H04L29/08GK104168331SQ201410433577
【公開日】2014年11月26日 申請日期:2014年8月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月29日
【發(fā)明者】蔡昌春, 鄧立華, 薛云燦, 胡鋼, 張建勇 申請人:河海大學(xué)常州校區(qū)