一种基于无线传感器网络的远程电能质量监测系统的制作方法
【专利摘要】本发明涉及的是一种基于无线传感器网络的远程电能质量监测系统，其包括：传感器节点、网络基站、数据库服务中心和用户终端，传感器节点通过传感器自组网的方式构建传感器网络，对监测区域内的电网参数以及电量进行采集，传感器节点通过多跳路由的方式将数据传到网络基站，网络基站通过GPRS将数据传回到数据库服务中心，数据被保存在数据库服务中心的服务器上，用户和电网工作人员都可以通过移动客户端实时访问中心服务器，但由于权限的不同，用户只能得到家庭电量消费情况和历史电量消费数据，电网工作人员可以实时访问中心服务器得到电能质量参数，同时也可以远程控制传感器节点，提高了采集数据的可靠性、稳定性、传输距离。
【专利说明】一种基于无线传感器网络的远程电能质量监测系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种远程电子检测装置，具体说是一种基于无线传感器网络的远程电能质量监测系统。
【背景技术】
[0002]无线传感器网络(Wireless Sensor Network, WSN)是由大量的静止或移动的传感器以自组织和多跳的方式构成的无线网络，以协作地感知、采集、处理和传输网络覆盖地理区域内被感知对象的信息，并最终把这些信息发送给网络的所有者。
[0003]目前人们对远程监测电能质量的关注程度越来越多，很多供电所已经开始搭建基于无线的电能质量监测系统，用于远程监测线路上的电参数以及用户消费的电量。传统的无线电能质量监测系统，单个检测装置直接与数据中心进行通信，检测装置之间并没有建立通讯链路，数据传输的距离有限，抗干扰能力差，数据容易丢失。
【发明内容】
[0004]针对现阶段无线电能质量检测系统存在的问题，本发明目的是在于提供一种高效、可靠、安全、低成本的无线传感器网络远程电能质量监测系统。
[0005]为实现上述方案，本发明提供了一种基于无线传感器网络的远程电能质量监测系统，其特征在于:其包括:传感器节点，部署在监测区域内，通过传感器自组网的方式构建传感器网络，对监测区域内的电能质量参数以及负载消耗的电量进行采集数据，采集后的数据通过多跳路由的方式将数据传到网络基站；
网络基站，用于接收传感器节点传送来的采集后的数据，将该数据经GPRS或者有线网络将数据传回到数据库服务中心；
数据库服务中心，用于将网络基站传来的数据被保存在原始数据库中，对原始数据进行分析和处理，对处理后的数据重新保存在数据库中供数据显示单元和用户终端进行调用。
[0006]用户终端，用于显示电量使用情况、历史电量消费数据、检测区域的电参数和各传感器节点的具体位置，对于数据异常的节点采用消息提示，同时可对数据异常的节点进行远程控制。
[0007]所述传感器节点包括:第一射频通讯模块、电参数采集模块、GPS定位模块、电压互感器模块、电流互感器模块、电源模块以及带有稳压模块的低功耗微控制器、所述的第一射频通讯模块、电参数采集模块、GPS定位模块、电压互感器模块、电流互感器模块、电源模块均与微控制器相连接，所述的电源模块为整个传感器节点供电。
[0008]所述网络基站包括:存储器单元、具有双通道的数字通讯模块以及带有稳压模块的微控制器单元；所述存储器单元、数字通讯模块均与微控制器单元连接；所述的双通道的数字通讯模块包括第二射频通讯模块和以太网通讯模块。
[0009]所述数据库服务中心包括:数据传输接口、数据库平台、对原始数据进行分析和处理的数据分析处理单元、远程控制传感器节点单元、数据显示单元；所述数据分析处理单元、远程控制传感器节点单元、数据显示单通过数据传输接口与数据库平台连接；从网络基站传来的数据被保存在原始数据库中，数据分析处理单元微控制器单元，对处理后的数据重新保存在数据库中供数据显示单元和用户终端进行调用。
[0010]所述用户终端包括:基于PC和移动的客户端，所述的客户端分为能够显示电量使用情况和历史电量消费数据的普通用户客户端和供电网工作人员使用，并显示检测区域的电参数，各节点的具体位置，对于数据异常的节点还可以消息提示，同时可对数据异常的节点进行远程控制的专业客户端。
[0011]所述的传感器节点和网络基站的电源包括蓄电池、太阳能电池。
[0012]与现阶段的无线电能质量监测系统相比，本发明的优点在于:可以远程监测线路上的电参数以及用户的电量消费情况，传感器节点之间可以相互通信，同时也可以转发其他传感器传输来的数据，提高了采集数据的可靠性、稳定性、传输距离。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]下面结合附图和【具体实施方式】来详细说明本发明；
图1是本发明中体结构示意图。
[0014]图2是传感器节点电路图。
[0015]图3是网络基站电路图。
[0016]图4是数据库服务中心结构示意图。
[0017]具体实施方法
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合【具体实施方式】，进一步阐述本发明。
[0018]如图1所示，本实施例的基于无线传感器网络的远程电能质量监测系统，包括传感器节点、网络基站、数据库服务中心、用户终端四个部分。传感器节点被任意部署在监测区域内，通过传感器自组网的方式构建传感器网络，对监测区域内的电网参数以及电量进行采集，传感器节点通过多跳路由的方式将数据传到网络基站，网络基站通过GPRS将数据传回到数据库服务中心，数据被保存在数据库服务中心的服务器上，用户和电网工作人员都可以通过移动客户端实时访问中心服务器，但由于权限的不同，用户只能得到家庭电量消费情况和历史电量消费数据，电网工作人员可以实时访问中心服务器得到电能质量参数，同时也可以远程控制传感器节点。
[0019]如图2所示，传感器节点包括:带有稳压模块的低功耗微控制器、所述的微控制器外围连接有射频通讯模块、电参数采集模块、GPS定位模块、电量采集模块、信号指示模块。传感器节点的主要任务是对监测区域内的电参数和电量进行采集，对采集的数据保存并传输到网络基站。
[0020]如图3所示，网络基站包括:带有稳压模块的ARM微控制器单元、分别连接有双通道的数字通讯模块，大容量存储器单元；所述的双通道的数字通讯模块包括射频通讯模块，以太网接口。网络基站的准要任务是通过射频模块或者以太网对传感器传来的数据进行远程传输，以此构成远距离的监测网络。
[0021]所述的传感器节点和网络基站的电源包括蓄电池、太阳能电池，备用电池。
[0022]如图4所示，数据库服务中心包括:数据传输接口、数据库平台、数据分析处理单元、远程控制传感器节点单元、数据显示单元。网络基站传回的数据先保存在数据库中，数据分析处理单元将数据库中的原始数据经过融合、过虑、综合后保存到数据库中以便数据显示单元进行数据、状态、警报显示。
[0023]本发明在使用时，传感器节点被任意部署在监测区域内，通过传感器自组网的方式构建传感器网络，对监测区域内的电网参数以及电量进行采集，传感器节点通过多跳路由的方式将数据传到网络基站，网络基站依靠双通道的数字通讯模块通过GPRS将数据传回到数据库服务中心，数据被保存在数据库服务中心的服务器上数据库平台，用户和电网工作人员都可以通过移动客户端实时访问中心服务器，但由于权限的不同，用户只能得到家庭电量消费情况和历史电量消费数据，电网工作人员可以实时访问中心服务器得到电能质量参数，同时也可以远程控制传感器节点。
[0024]本实施例中，用户终端包括:基于PC和移动的客户端，所述的客户端分为能够显示电量使用情况和历史电量消费数据的普通用户客户端和供电网工作人员使用，并显示检测区域的电参数，各节点的具体位置，对于数据异常的节点还可以消息提示，同时可对数据异常的节点进行远程控制的专业客户端，电网工作人员使用专业客户端实审访问和远程控制传感器节点。
[0025]本发明可以远程监测线路上的电参数以及用户的电量消费情况，传感器节点之间可以相互通信，同时也可以转发其他传感器传输来的数据，提高了采集数据的可靠性、稳定性、传输距离。
[0026]以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
【权利要求】
1.一种基于无线传感器网络的远程电能质量监测系统，其特征在于:其包括:传感器节点，部署在监测区域内，通过传感器自组网的方式构建传感器网络，对监测区域内的电能质量参数以及负载消耗的电量进行采集数据，采集后的数据通过多跳路由的方式将数据传到网络基站； 网络基站，用于接收传感器节点传送来的采集后的数据，将该数据经GPRS或者有线网络将数据传回到数据库服务中心； 数据库服务中心，用于将网络基站传来的数据被保存在原始数据库中，对原始数据进行分析和处理，对处理后的数据重新保存在数据库中供数据显示单元和用户终端进行调用； 用户终端，用于显示电量使用情况、历史电量消费数据、检测区域的电参数和各传感器节点的具体位置，对于数据异常的节点采用消息提示，同时可对数据异常的节点进行远程控制。
2.根据权利要求1所述的远程电能质量监测系统，其特征在于，所述传感器节点包括:第一射频通讯模块、电参数采集模块、GPS定位模块、电压互感器模块、电流互感器模块、电源模块以及带有稳压模块的低功耗微控制器、所述的第一射频通讯模块、电参数采集模块、GPS定位模块、电压互感器模块、电流互感器模块、电源模块均与微控制器相连接，所述的电源模块为整个传感器节点供电。
3.根据权利要求2所述的远程电能质量监测系统，其特征在于，所述网络基站包括:存储器单元、具有双通道的数字通讯模块以及带有稳压模块的微控制器单元；所述存储器单元、数字通讯模块均与微控制器单元连接；所述的双通道的数字通讯模块包括第二射频通讯模块和以太网通讯模块。
4.根据权利要求3所述的远程电能质量监测系统，其特征在于，所述数据库服务中心包括:数据传输接口、数据库平台、对原始数据进行分析和处理的数据分析处理单元、远程控制传感器节点单元、数据显示单元；所述数据分析处理单元、远程控制传感器节点单元、数据显示单通过数据传输接口与数据库平台连接；从网络基站传来的数据被保存在原始数据库中，数据分析处理单元微控制器单元，对处理后的数据重新保存在数据库中供数据显示单元和用户终端进行调用。
5.根据权利要求4所述的远程电能质量监测系统，其特征在于，所述用户终端包括:基于PC和移动的客户端，所述的客户端分为能够显示电量使用情况和历史电量消费数据的普通用户客户端和供电网工作人员使用，并显示检测区域的电参数，各节点的具体位置，对于数据异常的节点还可以消息提示，同时可对数据异常的节点进行远程控制的专业客户端。
6.根据权利要求1所述的远程电能质量监测系统，其特征在于，所述的传感器节点和网络基站的电源包括蓄电池、太阳能电池。
【文档编号】H04L29/08GK104168331SQ201410433577
【公开日】2014年11月26日 申请日期:2014年8月29日 优先权日:2014年8月29日
【发明者】蔡昌春, 邓立华, 薛云灿, 胡钢, 张建勇 申请人:河海大学常州校区