专利名称：一种配电设备的监测系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及电力信息通信传输技术领域，尤其涉及一种配电设备的监测系统。
背景技术：
智能电网下电网设备的种类多，数量大，特别是对电力终端设备本身的状态监测和动力环境监测的需求越来越迫切。目前，在电力设备监测中的终端通信采用的技术多为RS-485方式、GPRS方式和电力线载波方式来实现。但是，RS-485技术的带宽小，速率低、距离短，难以适用于多设备种类、多设备数量的要求，且只能以串行布线；电力线载波存在带宽下，可靠性低，信号传输送负荷影响造成衰减快、无法穿越变压器进行传输等问题；由于GPRS为公网技术，其信息传输的安全性难以满足智能电网信息安全要求，且后期维护成本高。因此，目前的监测系统面临着技术和施·工上的难度，需要解决因监测设备种类多、设备数量大造成的通信问题。同时，通讯安全也不能得到保证，建网的成本也异常高昂。迄今为止，还未出现很好解决上述技术问题的技术方案。
发明内容
本发明的一种目的是提供一种配电设备的监测系统，具有低成本，高可靠性的特点。本发明采用下述技术方案
本发明提供一种配电设备的监测系统，包括至少一个监测设备，用于监测配电设备的数据；监测前置机，通过无线通信方式与接收监测设备发送的监测数据；监测服务器，接收所述监测前置机发送的监测数据。监测设备包括信息采集单元，用于采集配电设备的模拟信号数据；数据处理单元，用于将采集到的模拟信号数据转换为数字信号；无线通讯单元，用于接收相邻监测设备的数字信号，并将自身监测设备和接收到的相邻监测设备的数字信号发送给监测前置机或相邻监测设备；电源单元，用于为监测设备提供电源。数据为配电设备的电气参数和/或环境参数。无线通讯单元采用的为Zigbee协议进行通讯。无线通讯单元在通讯时采用128位的AES加密算法进行加密。本发明可以低成本、高可靠性并快速的构建配电设备的监测系统。还可以解决监测电力系统中多类型、小区域或微区域设备监测问题，终端监测设备种类多以及、通信距离数量大造成通信衰减的问题。
图I是本发明的配电设备的监测系统。
具体实施例方式本发明的提供一种配电设备的监测系统，具有低成本，高可靠性的特点。下面结合附图进一步描述本专利的技术方案
如图I所示，本发明提供一种配电设备的监测系统，包括至少一个监测设备，本实施例中的监测设备包括监测设备21、监测设备22、监测设备23、监测设备24、监测设备25和监测设备26，用于监测配电设备的数据；监测前置机3，通过无线通信方式与接收监测设备发送的监测数据；监测服务器I，接收所述监测前置机3发送的监测数据。监测设备包括信息采集单元，用于采集配电设备的模拟信号数据；数据处理单元，用于将采集到的模拟信号数据转换为数字信号；无线通讯单元，用于接收相邻监测设备 的数字信号，并将自身监测设备和接收到的相邻监测设备的数字信号发送给监测前置机或相邻监测设备；电源单元，用于为监测设备提供电源。无线通信单元由无线收发器和中继路由器构成，负责与其他监测设备进行无线通信，交换控制信息和收发采集数据，将自身和相邻监测终端的信息数据多跳中发送至转到监测服务器；中继路由功能可以实现无线数据多跳传输中转的优点，可以穿越楼层和墙壁等障碍物，同时还可以延长监测设备部署范围；电源部分则通常采用微型电池，为传感器节点的运行提供所需能量。通过采用中继路由器，本发明采用了基于路由冗余算法通过降低断链的影响，减少了路由建立过程来提升内网安全性，补充其不足。冗余多路径能降低断链的影响，减少了路由建立过程。恶意入侵要想阻碍数据传送，至少需要在每条路径上都存在一个恶意节点，这样可有效地降低Zigbee网络内部节点被攻击的概率。即使是内部节点，如果不在被选中的路径上，也不能获得通信节点的完整信息，发起任何攻击难度系数都将增大，因此具有更高的安全性。数据为配电设备的电气参数和/或环境参数。无线通讯单元采用的为Zigbee协议进行通讯。无线通讯单元在通讯时采用128位的AES加密算法进行加密。无线Zigbee专网是符合IEEE802. 15. 4要求在2. 4GHz下的无线通信技术，实现了动态路由的自组网方式，避免了数据信息的丢失。zigbee网络具有安全保障功能有
(I)刷新功能刷新检查能够阻止转发的攻击，监测设备保持输入和输刷新计数器，当有一个新的密钥建立时，计数器就重新设置。(2)数据包完整性检查功能传输过程中，这种功能阻止攻击者对数据造成入侵式进行修改。完整性选项有0、32、64或128位，在数据保护和数据开销之间进行折中选择。(3)认证功能认证保证了数据的发起端源，阻止攻击者修改一个设备数据并模仿另一个设备。认证可应用在网络层和设备层，网络层认证机制是借助是通过使用一个公共的网络密钥，这阻止了外部的攻击，其优点是内存开销很少。设备层认证机制是在2个设备之间使用唯一的链接密钥，其优点是能够同时能阻止内部和外部的攻击，但需要很高的内存开销。(4)加密功能阻止窃听者侦听数据。它使用128位AES加密算法，这种加密保护可应用在网络层和数据链路设备层L。网络层加密是通过使用一个公共的网络密钥，这阻止了外部的攻击，内存开销很少。设备层加密是在2个设备之间使用唯一的链接密钥，能阻止内部和外部的攻击，但需要很高的内存开销。Zigbee技术在数据加密过程中，可以使用3种基本密钥，分别是主密钥、链接密钥和网络密钥。主密钥是2个设备长期安全通信的基础，也可以作为一般的链接密钥使用。所以，必须维护主密钥的保密性和正确性。链接密钥是在一个Zigbee网络中被2个设备共享的，它可以通过主密钥建立，也可以在设备制造时安装，它可应用在数据链路层。网络密钥应用在、网络层，和应用层链接密钥和网络密钥按要求不断地进行周期性的更新。在实施时，每个监测设备不仅本身可以监控电网设备对象，如连接智能电表、温湿度传感器、水浸传感器等传感器，直接进行数据采集和监控，还可以自动中转和汇聚别的相邻监测设备传过来的数据信息，除此之外，每个监测设备还可在自己信号覆盖的范围内，和多个不承担网络信息中转任务的孤立的其他监测设备无线连接。本发明中监测服务器具备监测数据分析、告警和适时查看的功能，支持形成电力 公司内部的专用网络。多个Zigbee网络的互连，整个监测网络可以支持几十个传感器和受控设备，从而满足了智能电网多监测终端类型种类多、小区域或微区域设备监测数量大的要求。本发明所述实施例中，监测主站系统可以随时看到无线通信链路的通信状态，扩展能力强，施工方便，很好满足了监测业务高可靠、低成本的数据传输要求。同时，本无线专网传输设备使用方便、安装成本较低、结构简单、设计科学合理、重量轻、体积小，维修维护方便且成本较低，是一种安全可靠的传输设备。本发明采用上述技术方案后将达到如下的技术效果
1.提供一种电力系统中多类型、小区域或微区域设备监测通信组网方案，解决终端监测设备种类多、以及通信距离较长造成通信衰减的问题；
2.为配电自动化，配电网改造提供最后100米小区域内低成本、易实施、高安全的解决高成本通信接入解决方案的问题；
3.支撑智能电网未来监测设备通信简便化、多元化、通信链路的可视化。以上对本发明的具体实施例进行了描述，需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以再所附权利要求的范围内做出各种变形或修改。
权利要求
1.一种配电设备的监测系统，其特征在于，包括 至少一个监测设备，用于监测配电设备的数据； 监测前置机，通过无线通信方式与接收监测设备发送的监测数据； 监测服务器，接收所述监测前置机发送的监测数据。
2.根据权利要求I所述的系统，其特征在于，监测设备包括 信息采集单元，用于采集配电设备的模拟信号数据； 数据处理单元，用于将采集到的模拟信号数据转换为数字信号； 无线通讯单元，用于接收相邻监测设备的数字信号，并将自身监测设备和接收到的相邻监测设备的数字信号发送给监测前置机或相邻监测设备； 电源单元，用于为监测设备提供电源。
3.根据权利要求I或2所述的系统，其特征在于所述数据为配电设备的电气参数和/或环境参数。
4.根据权利要求2所述的系统，其特征在于所述无线通讯单元采用的为Zigbee协议进行通讯。
5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于所述无线通讯单元在通讯时采用128位的AES加密算法进行加密。
全文摘要
本发明公开了一种配电设备的监测系统，包括至少一个监测设备，用于监测配电设备的数据；监测前置机，通过无线通信方式与接收监测设备发送的监测数据；监测服务器，接收所述监测前置机发送的监测数据。本发明可以低成本、高可靠性并快速的构建配电设备的监测系统。还可以解决监测电力系统中多类型、小区域或微区域设备监测问题，终端监测设备种类多以及、通信距离数量大造成通信衰减的问题。
文档编号G08C17/02GK102904345SQ20121042676
公开日2013年1月30日 申请日期2012年10月31日 优先权日2012年10月31日
发明者刘浩, 李珊, 李哲, 周宁, 马建伟, 苑司坤, 张小斐 申请人:河南省电力公司电力科学研究院, 国家电网公司