[发明专利]一种基于LoRa的直流输电环境监测的无线传感系统

说明书

技术领域

本发明涉及无线通信技术和传感器技术领域，尤其涉及一种基于LoRa的直流输电环境监测的无线传感系统。

背景技术

随着我国特高压直流工程在更广领域的快速发展，其电磁环境已经成为工程设计和建设中需要深入研究的重要课题，而温度、湿度、压力等会对该电磁环境的电场强度产生影响，在研究和评价直流线路的电厂时，需要对其进行实时监控，同时记录相应的环境气候参数，因此研究一种精确度高、能耗小且智能程度高的监测系统对特高压直流线路电磁环境研究具有重要意义。

特高压直流输电线路地域跨度大，在测量中采用有线传输方式的电场监测系统极为不变，而无线传感系统可以很好的解决这一问题。目前，主要采用的无线传感系统是基于Zigbee技术，该ZigBee技术是一种近距离、低复杂度、低功耗、低速率、低成本的双向无线通讯技术，主要用于距离短、功耗低且传输速率不高的各种电子设备之间进行数据传输以及典型的有周期性数据、间歇性数据和低反应时间数据传输的应用；该Zigbee技术不能满足特高压直流输电线路的远距离传输，故亟需一种距离远且传输效率高的无线通信技术。

发明内容

本发明的技术问题是为了克服以上现有技术的不足而提供一种基于LoRa的直流输电环境监测的无线传感系统。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

一种基于LoRa的直流输电环境监测的无线传感系统，包括N个子传感节点，所述每个子传感节点包括MCU模块、控制与处理单元、时钟模块、LoRa通信模块、太阳能模块、温度传感器、湿度传感器、压阻式压力传感器、电场传感器以及电容加速度传感器，所述每个子传感器节点设置有具有隔离电磁作用的隔离单元；所述太阳能模块用于给MCU模块、控制与处理单元、时钟模块、LoRa通信模块、温度传感器、湿度传感器、压阻式压力传感器、电场传感器以及电容加速度传感器供电。

优选地，所述无线传感系统中布置有至少1000个子传感节点，每个子传感节点通信距离为空旷20km。

优选地，所述太阳能模块包括太阳能板和蓄电池组。

优选地，所述温度传感器、湿度传感器、压阻式压力传感器、电场传感器以及电容加速度传感器集成于单个芯片上。

优选地，所述MCU模块用于接收来自温度传感器、湿度传感器、压阻式压力传感器、电场传感器以及电容加速度传感器的数据；所述MCU模块将数据分别传送至控制与处理单元、LoRa通信模块；所述时钟模块用于提供MCU模块接收与传送数据的时间；；所述控制与处理单元用于控制与处理温度传感器、湿度传感器、压阻式压力传感器、电场传感器以及电容加速度传感器的工作状态。

优选地，所述每个子传感节点将传送至LoRa通信模块的数据依次传送至LoRa网关、通信基站、云服务器站以及用户。

优选地，所述LoRa网关与通信基站之间通过GSM网络进行数据传输。

优选地，所述每个子传感节点通过LoRa通信模块接收来自用户的远程控制命令。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：1、通过采用LoRa通信，具有低功耗、超远距离、多节点、成本低等优点；2、通过在该无线传感系统中设置太阳能模块，实现了该无线传感系统的自供电功能；3、通过在单个芯片上集成多传感器，实现了同时测量该直流输电环境的温度、湿度、压力、电场强度以及电容加速度；4、通过在每个子传感器节点上设置有具有隔离电磁作用的隔离单元，减小了高压直流电磁环境对测量值的影响。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1为本发明中基于LoRa的直流输电环境监测的无线传感系统的子传感节点的结构示意图；

图2为本发明中基于LoRa的直流输电环境监测系统的结构示意图。

附图标记：1、MCU模块；2、控制与处理单元；3、时钟模块；4、LoRa通信模块；5、太阳能模块；6、温度传感器；7、湿度传感器；8、压阻式压力传感器；9、电场传感器；10、电容加速度传感器；11、LoRa网关；12、云服务器。

具体实施方式

如图1至2所示，本发明提供一种基于LoRa的直流输电环境监测的无线传感系统，包括至少1000个子传感节点，每个子传感节点通信距离为空旷20km，所述每个子传感节点包括MCU模块1、控制与处理单元2、时钟模块3、LoRa通信模块4、太阳能模块5、温度传感器6、湿度传感器7、压阻式压力传感器8、电场传感器9以及电容加速度传感器10；