[发明专利]基于分布式自举算法的变电设备传感器组网系统及方法

说明书

本发明公开了基于分布式自举算法的变电设备传感器组网系统及方法；包括：若干状态信息采集传感器普通节点，状态信息采集传感器普通节点通过本身的分布式自举算法决定是否能被选为簇首节点，选出簇首节点后，状态信息采集传感器普通节点将采集到的设备状态信息上传给设备状态信息采集传感器簇首节点，设备状态信息采集传感器簇首节点将接收到的设备状态信息融合处理后发送给变电设备监控系统，变电设备监控系统将收集到的设备状态信息发送给变电站子系统，变电站子系统将信息发送给外界监控系统服务器。具有在变电站内传感器节点通过分布式自举算法进行组网，能够显著减少传感器的能量消耗，均衡各节点的能量消耗，延长网络整体工作时间的优点。

技术领域

本发明涉及电气行业，尤其是基于分布式自举算法的变电设备传感器组网系统及方法，用于降低变电站中传感器节点的能耗，提高传感器节点抗噪声性能。

背景技术

近年来无线通信技术、嵌入式技术和传感器技术的发展，促进了无线传感器在军事监测和工业生产中广泛应用。变电站中各类设备复杂，运行环境危险，不适合人工巡检。而无线传感器具有体积小、适应性强的特点。为获取各类设备的工作状态，通常利用无线传感器对变电设备进行在线监测，实时记录其运行参数。

在变电站中，通常将传感器安装在变电设备上，通过传感器实时采集设备运行参数，然后将数据传输给站级监控处理系统，最后通过光纤网络传输给最终的监测系统。而无线传感器在传输参数时会直接发送给站级处理系统，所有的节点都采用这种方式时会造成各个节点能量消耗较快，节点工作时间短。

目前变电站传感器节点的工作过程存在以下缺点：

1.变电站中变电设备传感器节点直接发送到监控系统传输距离远，能耗大，工作时间短；

2.变电站内大部分设备具有金属壳，无线电信号特有的趋肤效应会在传输过程中大幅衰减，后续不能达到工作要求；变电站内有电晕等各类噪声，严重影响信号的传输质量；

3.多个传感器节点同时发送信息时易形成码间串扰，且信号远距离传输质量差，数据易丢失；

4.变电设备传感器各节点能量消耗不均衡，工作时间不一，不利于统一管理更换。

发明内容

本发明的目的就是为了解决上述传感器能耗高和信号传输质量差问题，提供一种基于分布式自举算法的变电设备传感器组网系统及方法，它具有在变电站内传感器节点通过分布式自举算法进行组网，能够显著减少传感器的能量消耗，均衡各节点的能量消耗，延长网络整体工作时间的优点。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

基于分布式自举算法的变电设备传感器组网系统，包括：若干状态信息采集传感器普通节点，状态信息采集传感器普通节点通过本身的分布式自举算法决定是否能被选为簇首节点，选出簇首节点后，状态信息采集传感器普通节点将采集到的设备状态信息上传给设备状态信息采集传感器簇首节点，设备状态信息采集传感器簇首节点将接收到的设备状态信息融合处理后发送给变电设备监控系统，变电设备监控系统将收集到的设备状态信息发送给变电站子系统，变电站子系统将设备状态信息发送给外界监控系统服务器。

所述变电站子系统处于组网后系统的最高层，与变电设备监控系统通讯，接收变电设备监控系统整理后发送来的设备状态信息，同时也向变电设备监控系统发送命令信息，控制监控系统的工作方式；

所述变电设备监控系统处于组网后系统的第二层；变电设备监控系统接收设备状态信息采集传感器簇首节点发送的状态信息，在接收多个设备状态信息采集传感器簇首节点发送的状态信息后，进行统一整理，然后发送给上级变电站子系统；同时变电设备监控系统接收上级变电站子系统的指令，并向设备状态信息采集传感器簇首节点下发指令控制状态信息采集传感器普通节点的工作方式；