[发明专利]一种实时智能的输电线路监测系统

权利要求书

1.一种实时智能的输电线路监测系统，其特征是，包括无线传感器网络监测子系统和异常分析子系统；所述无线传感器网络监测子系统包括通过无线传感器网络多跳的方式组网的节点，节点包括传感器节点和汇聚节点，传感器节点对输电线路进行监测感知，并将获得的输电线路参数数据发送至汇聚节点；所述汇聚节点汇聚各传感器节点发送的输电线路参数数据，进行处理后转发至异常分析子系统；异常分析子系统用于对汇聚节点发送的输电线路参数数据进行分析处理和显示，并在输电线路参数数据异常时进行报警；预先设定各传感器节点的通信距离，网络初始化时，传感器节点通过分簇路由协议分成多个簇，每个簇包括一个簇头节点以及多个传感器节点；簇头节点收集簇内各传感器节点采集的输电线路参数数据并发送至汇聚节点，具体包括：

(1)簇头节点通过与其他簇头节点的信息交互，获取邻居簇头节点信息，以及根据邻居簇头节点信息确定相对汇聚节点更近的邻居簇头节点，将确定的相对汇聚节点更近的邻居簇头节点作为备选中继节点，构建备选中继节点列表；

(2)簇头节点在备选中继节点列表中选取一个备选中继节点作为中继节点；

(3)簇头节点根据自身能量计算发送距离并进行定期更新，当簇头节点到汇聚节点的距离未超过当前的发送距离时，簇头节点直接将收集的输电线路参数数据发送至汇聚节点，当簇头节点到汇聚节点的距离超过当前的发送距离时，簇头节点直接将收集的输电线路参数数据发送至所选取的中继节点，其中，所述发送距离的计算公式为：

式中，U_I为簇头节点I的发送距离，Q_I为簇头节点I的当前剩余能量，Q_I0为簇头节点I的初始能量，Q_min为预设的能量下限，D_I为簇头节点I的通信距离，H为预设的基于能量的衰减因子；

簇头节点在备选中继节点列表中选取一个备选中继节点作为中继节点，包括：(1)簇头节点向各备选中继节点发送竞选消息，收到竞选消息的备选中继节点计算自身的转发权值，并将转发权值发送至簇头节点，其中，所述竞选消息包括簇头节点的位置信息、簇头节点对各备选中继节点的信任度；(2)簇头节点按照转发权值由大到小的顺序对各备选中继节点进行排序，并选择排序最前的备选中继节点作为中继节点；

所述转发权值的计算公式为：

式中，C_IJ表示簇头节点I的第J个备选中继节点的转发权值，Q_IJ为所述第J个备选中继节点的当前剩余能量，R_IJ为所述第J个备选中继节点的缓存列表中的输电线路参数数据包数量，Q_S为预设的转发一个输电线路参数数据包所消耗的能量，U(I,o)为簇头节点I到汇聚节点的距离，U(J,o)为所述第J个备选中继节点到汇聚节点的距离，S_IJ为簇头节点I对所述第J个备选中继节点的信任度，初始时，簇头节点对各备选中继节点的信任度为1；y₁、y₂、y₃为设定的权重系数。

2.根据权利要求1所述的一种实时智能的输电线路监测系统，其特征是，所述异常分析子系统包括数据处理器和显示器，该数据处理器将收到的输电线路参数数据与对应设定的安全阈值进行比较，输出比较结果，并由显示器进行比较结果显示。

3.根据权利要求1所述的一种实时智能的输电线路监测系统，其特征是，还包括与数据处理器连接的报警器，当输电线路参数数据超出对应设定的安全阈值时，所述数据处理器驱动报警器进行报警。

4.根据权利要求1-3任一项所述的一种实时智能的输电线路监测系统，其特征是，所述输电线路参数数据包括当前线路的张力、温度、电压和电流。

5.根据权利要求4所述的一种实时智能的输电线路监测系统，其特征是，所述H的取值范围为[0.4,0.6]。