一种变电站接地线远程监测系统的制作方法

本发明涉及变电站设备监测领域，具体涉及一种变电站接地线远程监测系统。

背景技术：

无线传感器网络就是由许多集传感与驱动控制能力、计算能力、通讯能力于一身的资源受限的嵌入式节点通过无线方式互连起来的网络，无线传感器网络解决了机器间的互联问题。接地装置是将大地的零点电位与电气设备相连接，泄放停电设备上的剩余电荷，在突然来电时限制设备对地电位的升高，电流经过接地线短接直接流入大地，使所检修的电气设备始终处于安全电位，从而保护工作人员免受伤害。挂接地线(指临时接地线)是电气工作中常使用的一项重要安全技术措施，特别是准备在服役的电气设备上进行检修时，只有做完挂接地线的安全措施后，才能被允许开始工作。接地装置是保护检修人员不可缺少的安全屏障，由于使用简单，经常容易被忽视，甚至会失去了挂接地的安全保护效果。虽然上述的一些装置已经具备了良好的效果，但是它的工作状态无法得到规范的监视，任何细小的失误都可能带来不必要的损失和安全隐患。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明提供一种变电站接地线远程监测系统。

本发明的目的采用以下技术方案来实现：

提供了一种变电站接地线远程监测系统，包括x86主机、无线传感器网络基站、接地线远程监测模块和可编码接地装置，所述的x86主机通过有线方式连接无线传感器网络基站，所述的无线传感器网络基站通过数字无线通讯连接接地线远程监测模块，接地线远程监测模块用于对可编码接地装置进行监测，获取可编码接地装置的地址编码信息。

本发明的有益效果为：通过获取地址编码信息，达到分别识别接地头和接地桩的目的，能够帮助电路维修人员时刻了解电路的安全情况，保证人员的安全，缩减安全隐患。

附图说明

利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。

图1本发明的结构框图；

图2是本发明可编码接地装置的连接框图。

附图标记：

x86主机1、无线传感器网络基站2、接地线远程监测模块3、可编码接地装置4、可编码接地头10、可编码接地桩20。

具体实施方式

结合以下实施例对本发明作进一步描述。

参见图1、图2，本实施例提供的一种变电站接地线远程监测系统，包括x86主机1、无线传感器网络基站2、接地线远程监测模块3和可编码接地装置4，所述的x86主机1通过有线方式连接无线传感器网络基站2，所述的无线传感器网络基站2通过数字无线通讯连接接地线远程监测模块3，接地线远程监测模块3用于对可编码接地装置4进行监测，获取可编码接地装置4的地址编码信息，x86主机1存储并分析这些地址编码信息，最终实现可编码接地装置4的管理、状态监测和告警信息的发布。

在一个实施例中，所述可编码接地装置4包括：使用磁性地址编码的可编码接地头10和可编码接地桩20，可编码接地头10固定在可编码接地桩20上并电气连接。

在一个实施例中，所述的无线传感器网络基站2包括：带有电源的微处理器单元分别连接有双通道无线数字通讯模块、随机存储器单元、大容量储存单元、以太网通信接口；所述双通道无线数字通讯模块包括短距离射频链路和长距离射频链路，分别连接所述微处理器单元的spi接口。

在一个实施例中，所述接地线远程监测模块3包括接地线远程监测节点和簇头节点，所述的接地线远程监测节点被固定在可编码接地桩20上，用于采集可编码接地头10和可编码接地桩20的地址编码信息，并将地址编码信息发送至所在簇的簇头节点；簇头节点用于接收簇内的接地线远程监测节点发送的地址编码信息，并对地址编码信息进行异常地址编码信息检测，剔除异常地址编码信息后，对剩余的地址编码信息进行融合处理并发送至无线传感器网络基站2。

本发明上述实施例通过获取地址编码信息，达到分别识别接地头和接地桩的目的，能够帮助电路维修人员时刻了解电路的安全情况，保证人员的安全，缩减安全隐患。

作为其中一个实施例，所述的接地线远程监测节点在发送地址编码信息至所在簇的簇头节点时，先对地址编码信息进行融合处理，具体包括：

(1)预先设置地址编码信息阈值范围；

(2)接地线远程监测节点利用滑动窗口采集地址编码信息，对同一滑动窗口内采集的地址编码信息进行阈值检测，若存在地址编码信息不在预先设置的数据阈值范围内，则标记为特殊地址编码信息，其他视为普通地址编码信息；

(3)对同一滑动窗口内采集的普通地址编码信息，按照下列公式进行处理：

式中，y′表示处理后输出的普通地址编码信息，yμ表示在同一滑动窗口内采集的第μ个普通地址编码信息，λ为在同一滑动窗口内采集的普通地址编码信息的数量；

(4)接地线远程监测节点只将处理后输出的普通地址编码信息和特殊地址编码信息发送至所在簇的簇头节点。

本优选实施例的接地线远程监测节点在发送地址编码信息至所在簇的簇头节点时，对地址编码信息进行阈值处理，只将处理后输出的普通地址编码信息和特殊地址编码信息发送至所在簇的簇头节点，相对于只发送普通地址编码信息的方式，更能够保证地址编码信息采集的精度，节省了地址编码信息的发送能耗。

在一个实施例中，簇头节点对地址编码信息进行异常地址编码信息检测，具体包括：

(1)簇头节点收集n个地址编码信息作为训练集；

(2)设训练集为y＝{y1,y2,…,yn}，表示地址编码信息yi的数据离群程度，按照下列公式确定训练集中每一个地址编码信息的数据离群程度：

式中，yj为训练集中除地址编码信息yi外的第j个地址编码信息，r(yi,yj)表示yi,yj之间的欧氏距离，r(yj¹,yj²)表示训练集中除地址编码信息yi外的任意两个地址编码信息之间的欧式距离，max[·]表示取最大值函数，min[·]表示取最小值函数；

(3)将训练集中所有地址编码信息的数据离群程度进行降序排列，对于每个地址编码信息，计算其在降序排列中的占比

式中，表示降序排列中小于或等于的数量；

(4)按照下列公式对进行转换处理，得到转换后的数据离群程度将中的最小值所对应的作为离群判断因子：

其中

(5)将离群判断因子所对应的数据离群程度作为离群判断阈值，将训练集中数据离群程度大于离群判断阈值的地址编码信息判定为异常地址编码信息；

(6)簇头节点收集一个最新的地址编码信息yg,g>n，如果yg的数据离群程度大于离群判断阈值，则判定g＝为异常地址编码信息，由yg与之前的训练集内的地址编码信息构成新的训练集，返回(2)；

(7)如果yg的数据离群程度不大于离群判断阈值，则判定yg为正常数据，返回(6)。

本优选实施例利用簇头节点对地址编码信息进行异常地址编码信息检测，利用了地址编码信息之间的相关性，相对于采用接地线远程监测节点进行异常地址编码信息检测，能够节省能耗，本优选实施例在此提供了一种较优的异常地址编码信息检测策略，其中利用欧式距离定义了数据离群程度的计算公式，根据该公式计算出各地址编码信息的数据离群程度，进而获取数据离群程度比例，最终得到用于检测地址编码信息是否为异常地址编码信息的离群判断阈值，整个过程训练时间较短，且只有在下个地址编码信息为异常地址编码信息时才进行离群判断阈值的更新，减少了离群判断阈值的更新计算次数，能够在保证较低计算复杂度的情况下，有效地从大量地址编码信息中发现隐藏在其中的异常地址编码信息，检测准确高效。

在一个实施例中，设定节点重要度等级a、b、c，其中a<b<c，在采集地址编码信息之前，预先对簇内的接地线远程监测节点分配节点重要度等级，在设定的周期内，簇头节点统计簇内各接地线远程监测节点发送的异常地址编码信息量，当接地线远程监测节点采集的异常地址编码信息量满足下述条件时，所在簇的簇头节点向接地线远程监测节点发送休眠指令，所述接地线远程监测节点根据休眠指令进入休眠：

式中，表示接地线远程监测节点ρι在设定周期内向簇头节点发送的异常地址编码信息量，表示接地线远程监测节点ρι在设定周期内向簇头节点发送的地址编码信息总量，k为设定的异常比例值，k的取值设定范围为[25％,35％]，表示分配给接地线远程监测节点ρι的节点重要度等级。

本优选实施例按照上述方式判定接地线远程监测节点是否需要休眠，其中考虑了接地线远程监测节点的异常地址编码信息量比例以及节点重要度等级，能够提高对相对重要的接地线远程监测节点的保留度，减少异常地址编码信息量产生概率大的接地线远程监测节点的地址编码信息发送量，进一步节省了簇头节点的地址编码信息收集能耗，有利于提高收集的地址编码信息质量。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。