一種基于無線傳感器網絡的變電站抗震狀態監測系統技術方案

本發明專利技術屬于監測領域，公開了一種基于無線傳感器網絡的變電站抗震狀態監測系統，包括無線傳感器網絡模塊和監測中心模塊；無線傳感器網絡模塊包括無線傳感器節點和網關設備；網關設備用于根據地震狀態綜合系數對無線傳感器節點進行分簇，得到包含各個無線傳感器節點的身份信息的分簇通知消息；無線傳感器節點用于根據身份信息獲取被監測物體的監測數據，并將監測數據發送至網關設備；網關設備用于將監測數據發送至監測中心模塊；監測中心模塊用于基于監測數據對變電站中的設備進行控制。與現有的無線傳感器網絡相比，本發明專利技術平衡了對變電站進行抗震監測時的節能和傳輸效率之間的關系。進行抗震監測時的節能和傳輸效率之間的關系。進行抗震監測時的節能和傳輸效率之間的關系。

【技術實現步驟摘要】
一種基于無線傳感器網絡的變電站抗震狀態監測系統


[0001]本專利技術涉及監測領域，尤其涉及一種基于無線傳感器網絡的變電站抗震狀態監測系統。

技術介紹

[0002]抗震狀態監測指的是在地震的過程中獲取被監測對象的監測數據，從而能夠直觀地了解到被監測對象的狀態變化，便于作出相應的動作措施。
[0003]在對變電站進行抗震監測的過程中，現有技術一般是使用無線傳感器網絡來獲取變電站中的各個監測位置的監測數據，但是，現有的無線傳感器網絡，其在分簇時，分簇算法都是保持不變的，但是，變電站的地理狀態是會變化的，若在分簇時以傳輸效率為優先考慮的目標，那么，在沒有發生地震時，無線傳感器網絡的能量消耗比較快，導致更換電池的頻率增加，從而增加工作人員的工作量，而若在分簇時以節能為優先考慮的目標，那么，傳輸效率便會受到影響，在發生地震時和發生地震之后的余震階段，無法及時對監測數據進行傳輸。因此，現有的無線傳感器網絡不能夠適用于對變電站的抗震狀態進行監測。

技術實現思路

[0004]為了克服上述缺陷，本專利技術的目的在于公開一種基于無線傳感器網絡的變電站抗震狀態監測系統，解決如何在對變電站進行抗震狀態監測時，平衡節能和傳輸效率之間的關系的問題。
[0005]為了達到上述目的，本專利技術提供如下技術方案：一種基于無線傳感器網絡的變電站抗震狀態監測系統，包括無線傳感器網絡模塊和監測中心模塊；無線傳感器網絡模塊包括無線傳感器節點和網關設備；網關設備用于對無線傳感器節點進行分簇，得到包含各個無線傳感器節點的身份信息的分簇通知消息，以及用于將分簇通知消息發送至每個無線傳感器節點；無線傳感器節點用于根據身份信息獲取被監測物體的監測數據，并將監測數據發送至網關設備；網關設備用于將監測數據發送至監測中心模塊；監測中心模塊用于基于監測數據對變電站中的設備進行控制；其中，對無線傳感器節點進行分簇，得到包含各個無線傳感器節點的身份信息的分簇通知消息，包括：計算地震狀態綜合系數；若地震狀態綜合系數大于設定的狀態閾值，則使用預設的第一分簇算法對無線傳感器節點進行分簇處理，得到包含各個無線傳感器節點的身份信息的分簇通知消息；若地震狀態綜合系數小于等于設定的狀態閾值，則使用預設的第二分簇算法對無線傳感器節點進行分簇處理，得到包含各個無線傳感器節點的身份信息的分簇通知消息。
[0006]優選的，無線傳感器節點的身份信息包括身份類型和分簇信息；身份類型為簇頭節點或非簇頭節點；分簇信息為非簇頭節點所對應的簇的簇頭節點的位置和編號。
[0007]優選的，根據身份信息獲取被監測物體的監測數據，并將監測數據發送至網關設備，包括：根據身份信息獲取自身的身份類型；若身份類型為非簇頭節點，則無線傳感器節點獲取被監測物體的監測數據，并將監測數據發送至無線傳感器節點所對應的簇的簇頭節點；若身份類型為簇頭節點，則無線傳感器節點獲取被監測物體的監測數據，以及接收來自身份類型為非簇頭節點的無線傳感器節點發送的監測數據，并將自身獲取的監測數據以及接收到的監測數據發送至監測中心模塊。
[0008]優選的，將分簇通知消息發送至每個無線傳感器節點，包括：采用洪泛法作為路由算法，將分簇通知消息發送至每個無線傳感器節點。
[0009]優選的，監測數據包括被監測物體的加速度、振幅和位移。
[0010]優選的，基于監測數據對變電站中的設備進行控制，包括：基于監測數據的類型獲取對應的判斷區間；若監測數據的數值不處于判斷區間之內，則表示停止變電站中的設備的運行；若監測數據的數值處于判斷區間之內，則不改變變電站中的設備的運行狀態。
[0011]優選的，計算地震狀態綜合系數，包括：采用固定的時間周期來計算地震狀態綜合系數。
[0012]優選的，計算地震狀態綜合系數，包括：獲取距離計算時刻Q最近的且獲取時刻相同的每種類型的監測數據的集合；通過如下函數計算地震狀態綜合系數：其中，表示地震狀態綜合系數，N表示監測數據的類型的總數，表示第n種類型的監測數據的權重值，表示第n種類型的監測數據的數據值，其中，為求和系數，，為第n種類型的監測數據中，數值大于對應的數值閾值的監測數據的數量，表示第n種類型的監測數據所處的集合中的元素的個數，為預設的第n種類型的監測數據的均值的標準值，表示第n種類型的監測數據所處的集合中的第m個監測數據的數值。
[0013]優選的，使用預設的第一分簇算法對無線傳感器節點進行分簇處理，包括：將無線傳感器網絡模塊的監測區域分為多個大小相同的子區域，相鄰的兩個子區域中的任意兩個無線傳感器節點之間能夠互相進行通信；將每個子區域中距離網關設備最近的無線傳感器節點作為該子區域的簇頭節點，
其余的無線傳感器節點作為非簇頭節點。
[0014]優選的，使用預設的第二分簇算法對無線傳感器節點進行分簇處理，包括：計算子區域的面積S；基于面積S將無線傳感器網絡模塊的監測區域分為P個子區域；分別計算每個子區域中的每個無線傳感器節點的性能參數；將性能參數最大的無線傳感器節點作為該子區域的簇頭節點，其余的無線傳感器節點作為非簇頭節點。
[0015]與現有的無線傳感器網絡相比，本專利技術的無線傳感器網絡能夠根據地震狀態綜合系數來切換分簇算法，從而能夠在地震狀態綜合系數大于設定的狀態閾值，即地震時間段和地震狀態綜合系數小于等于設定的狀態閾值，即非地震時間段分別采用不同的分簇算法來進行分簇，從而平衡了節能和傳輸效率之間的關系。
附圖說明
[0016]圖1為本專利技術一種基于無線傳感器網絡的變電站抗震狀態監測系統的一種示意圖。
[0017]圖2為本專利技術使用預設的第二分簇算法對無線傳感器節點進行分簇處理的一種示意圖。
具體實施方式
[0018]下面結合附圖對本專利技術的具體實施方式作進一步的詳細說明。
[0019]為使本專利技術實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本專利技術實施例中的附圖，對本專利技術實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本專利技術一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦＠夹g中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本專利技術保護的范圍。
[0020]如圖1所示的一種實施例，本專利技術提供了一種基于無線傳感器網絡的變電站抗震狀態監測系統，包括無線傳感器網絡模塊和監測中心模塊；無線傳感器網絡模塊包括無線傳感器節點和網關設備；網關設備用于對無線傳感器節點進行分簇，得到包含各個無線傳感器節點的身份信息的分簇通知消息，以及用于將分簇通知消息發送至每個無線傳感器節點；無線傳感器節點用于根據身份信息獲取被監測物體的監測數據，并將監測數據發送至網關設備；網關設備用于將監測數據發送至監測中心模塊；監測中心模塊用于基于監測數據對變電站中的設備進行控制；其中，對無線傳感器節點進行分簇，得到包含各個無線傳感器節點的身份信息的分簇通知消息，包括：計算地震狀態綜合系數；若地震狀態綜合系數大于設定的狀態閾值，則使用預設的第一分簇算法對無線傳感器節點進行分簇處理，得到包含各個無線傳感器本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.一種基于無線傳感器網絡的變電站抗震狀態監測系統，其特征在于，包括無線傳感器網絡模塊和監測中心模塊；無線傳感器網絡模塊包括無線傳感器節點和網關設備；網關設備用于對無線傳感器節點進行分簇，得到包含各個無線傳感器節點的身份信息的分簇通知消息，以及用于將分簇通知消息發送至每個無線傳感器節點；無線傳感器節點用于根據身份信息獲取被監測物體的監測數據，并將監測數據發送至網關設備；網關設備用于將監測數據發送至監測中心模塊；監測中心模塊用于基于監測數據對變電站中的設備進行控制；其中，對無線傳感器節點進行分簇，得到包含各個無線傳感器節點的身份信息的分簇通知消息，包括：計算地震狀態綜合系數；若地震狀態綜合系數大于設定的狀態閾值，則使用預設的第一分簇算法對無線傳感器節點進行分簇處理，得到包含各個無線傳感器節點的身份信息的分簇通知消息；若地震狀態綜合系數小于等于設定的狀態閾值，則使用預設的第二分簇算法對無線傳感器節點進行分簇處理，得到包含各個無線傳感器節點的身份信息的分簇通知消息。2.根據權利要求1所述的一種基于無線傳感器網絡的變電站抗震狀態監測系統，其特征在于，無線傳感器節點的身份信息包括身份類型和分簇信息；身份類型為簇頭節點或非簇頭節點；分簇信息為非簇頭節點所對應的簇的簇頭節點的位置和編號。3.根據權利要求2所述的一種基于無線傳感器網絡的變電站抗震狀態監測系統，其特征在于，根據身份信息獲取被監測物體的監測數據，并將監測數據發送至網關設備，包括：根據身份信息獲取自身的身份類型；若身份類型為非簇頭節點，則無線傳感器節點獲取被監測物體的監測數據，并將監測數據發送至無線傳感器節點所對應的簇的簇頭節點；若身份類型為簇頭節點，則無線傳感器節點獲取被監測物體的監測數據，以及接收來自身份類型為非簇頭節點的無線傳感器節點發送的監測數據，并將自身獲取的監測數據以及接收到的監測數據發送至監測中心模塊。4.根據權利要求1所述的一種基于無線傳感器網絡的變電站抗震狀態監測系統，其特征在于，將分簇通知消息發送至每個無線傳感器節點，包括：采用洪泛法作為路由算法，將分簇通知消息發送至每個無線傳感器節點。5.根據權利要求1所述的一種基于無線傳感器網絡的變電站抗震狀態監測系統...

【專利技術屬性】
技術研發人員：石磊，鄧創，薛志航，康競，廖萍，雷克剛，彭偉夫，周煒，聶鵬，
申請(專利權)人：國網四川省電力公司電力應急中心，
類型：發明
國別省市：