一种基于无线传感网的电力相位识别算法的制作方法

本发明涉及单相表的相位识别领域，尤其涉及一种基于无线传感网的电力相位识别算法。

背景技术：

在智能抄表行业，当前无线抄表已经占相当重的地位，而现有无线抄表方案都是csma或粗同步技术，无法对相位检测提供技术支撑。采用精同步技术，三相电过零点技术，以为相位识别算法提供数据支撑。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种基于无线传感网的电力相位识别算法，采用精同步技术，三相电过零点技术，以为相位识别算法提供数据支撑。

为了达到上述目的，本发明提供的技术方案是：一种基于无线传感网的电力相位识别算法包括以下步骤：

1）以cobweb自组网协议为基础，节点运行于470mhz-510mhz公共计量免申请频段；

2）使所有节点之间时隙中实现通信，且通过一系列的时隙组成的时帧，完成周期性重复，在特定的时隙进行广播或与邻居节点以单播的形式完成报文传递及确认；

3）节点在网关的统一协调下，依据跳频图像在正确的时隙使用规定的频道与邻居进行无线通信；

4）每个时隙同步后，各节点所处的各单相电变化，采用过零点技术，各相位过0点时，将其转化脉冲边沿信号，节点记录产中中断时间与下一时隙的时间，并进行保存，网关同样做此动作，如果时间相同或在误差范围内，即可认为是所处同等相位。

本发明的有益效果是：一种基于无线传感网的电力相位识别算法，采用精同步技术，三相电过零点技术，以为相位识别算法提供数据支撑。

附图说明

图1是本发明的调频原理图；

图2是本发明的时帧结构图；

图3是本发明的时隙同步原理图；

图4是本发明的时隙同步与单相电对应变化图。

具体实施方式

实施例1

如图1-4所示一种基于无线传感网的电力相位识别算法，包括以下步骤：

1）以cobweb自组网协议为基础，节点运行于470mhz-510mhz公共计量免申请频段；

2）使所有节点之间时隙中实现通信，且通过一系列的时隙组成的时帧，完成周期性重复，在特定的时隙进行广播或与邻居节点以单播的形式完成报文传递及确认；

3）节点在网关的统一协调下，依据跳频图像在正确的时隙使用规定的频道与邻居进行无线通信；

4）每个时隙同步后，各节点所处的各单相电变化，采用过零点技术，各相位过0点时，将其转化脉冲边沿信号，节点记录产中中断时间与下一时隙的时间，并进行保存，网关同样做此动作，如果时间相同或在误差范围内，即可认为是所处同等相位。

如图1所示，cobweb协议引入了跳频技术，提高了系统在多径干扰、发射杂散干扰等恶劣环境的下的通信能力。在tdma的基础上，cobweb协议同时格式化了节点对给定的频道集合的使用规则。节点间无线通信所使用的频点按照指定的跳频图像规则来进行，前后通信使用不同的频点。节点在网关的统一协调下，依据跳频图像在正确的时隙使用规定的频道与邻居进行无线通信，由于跳频图像使用规则符合伪随机特性，保证了节点间通信使用的频道具备足够的频率跨度，能够有效抵抗来自系统内外的无线电干扰。

如图2-3所示，每个ss节点在入网后，会对外周期性广播宣告网络的存在，以及自己的跳数、网络采用的可用频点，序列生成方式等网络信息。由于节点的广播会在每个时帧固定的广播时隙发送，所以ss节点起电后，接收端在一个时帧内必然能听到其余节点的广播消息。我们根据监听到的广播包的能量，执行路由选择算法，并选择自己的父节点，以及时间参考源。下面是子节点与父节点进行时间同步的流程。

t1：发送端的时隙起点。

t2：cca的固定时间，设定为4ms。

t3：发送完前导和同步字的时间。

t4：下一个时隙的起点。

r2：接收端收到同步字的时间戳。

r1：接收端根据r2来估算的时隙起点。

r1=r2–(tstxsyncoffset+txprodelay+txoffset);

tstxsyncoffset为发送前导和同步字固定的处理时间，前导长度5byte，同步字长度2byte，时间为（5+2）*8/20k=2800us。

txprodelay为信号传播的固定延时，为500us。

txoffset为cca固定的延时，为4000us。

r2时间，是利用定时器的cap模块的捕获功能。当rfic同步字获得后，会使得gpio产生信号，从而被cpu捕获。

ss节点入网后，为修正晶振的频率漂移，需要周期性来对时间进行同步校正。同样，也是利用广播的到达时间来估算出时隙起点，从而与父节点进行同步。网络的拓扑为树状结构，依次同步。具体的同步方式和入网同步方式一致。

如图4所示，采用过零点技术，各相位过0点时，将其转化脉冲边沿信号，节点记录产中中断时间与下一时隙的时间，并进行保存，网关同样做此动作，如果时间相同或在误差范围内，即可认为是所处同等相位。

本实施例的一种基于无线传感网的电力相位识别算法，采用精同步技术，三相电过零点技术，以为相位识别算法提供数据支撑。