面向变电站场景无线网络双层覆盖的数据传输系统及方法与流程

本发明涉及物联网组网覆盖设计，并且更具体地，涉及一种面向变电站场景无线网络双层覆盖的数据传输系统。

背景技术：

1、变电站是输变电工程的枢纽，建设无线传感网络有助于实时获取输变电设备的工作状态，提高设备诊断监测、运行管理的水平。现有的变电站无线网络架构主要由感知层、网络层、平台层和应用层组成，感知层是信息采集、计算、处理的关键环节，主要包括传感节点、汇聚节点和接入节点。其功能是将无线传感节点的采集各种数据上传至汇聚节点处理后，传输至接入节点以进一步开展数据分析和智能决策。

2、由于变电站环境复杂多样性，规模差异较大，且站内传感设备数量众多，规格不一，变电站无线网络覆盖策略决定了智能变电站整体网络运转的质量。根据变电设备状态感知业务需求和应用场景特点，在深入了解变电站无线电波传播特性的基础上，针对低速率窄带和高速率宽带数据业务提出具有高可靠性的双层无线网络覆盖策略，合理规划部署各节点部署位置，对保证变电站整体安全、高效的运行具有重要意义。

技术实现思路

1、针对上述问题，本发明提出了一种面向变电站场景无线网络双层覆盖的数据传输系统，包括：无线传感器节点、汇聚节点、高带宽节点和接入节点，第一层网络覆盖中，所述无线传感器节点与所述汇聚节点进行通信，第二层网络覆盖中，所述接入节点与所述汇聚节点和高带宽节点进行通信；

2、所述无线传感器节点用于采集变电站场景的第一传感数据，并将所述第一传感数据传输至所述汇聚节点；

3、所述汇聚节点对所述第一传感数据进行数据融合处理，以得到所述第一传感数据的融合数据，并将所述融合数据传输至接入节点；

4、所述高带宽节点用于采集变电站场景的第二传感数据，并将所述第二传感数据传输至接入节点，

5、所述接入节点接收所述融合数据和第二传感数据，并对所述融合数据和第二传感数据进行数据特征提取，以得到融合数据和第二传感数据的数据特征，并向外输出所述数据特征。

6、可选的，无线传感器节点，包括：微功率传感器节点和低功耗传感器节点，所述微功率传感器节点和低功耗传感器节点的通信方式为无线通信，无线通信频率为2.4ghz，最大通信速率不小于20kbps，所述微功率传感器节点的功耗为μw级，低功耗传感器节点的功耗为mw级。

7、可选的，高带宽节点，包括：固定高带宽节点和移动高带宽节点，

8、所述固定高带宽节点和移动高带宽节点的通信方式为无线通信，通信频率为2.4ghz，所述高带宽节点用于执行视频监测，且彩色图像帧数不低于25hz，所述移动高带宽节点用于执行智能巡检，且巡检数据的传输速率不低于250kbps。

9、可选的，基于变电站各场景的实测链路预算结果，确定所述汇聚节点的部署在变电站场景的位置。

10、可选的，接入节点，为基于基带处理单元和多个远端射频单元的分布式天线系统，且基带处理单元与多个远端射频单元通过光纤连接。

11、可选的，融合处理，具体为：建立变电站场景中电力设备与传感设备的映射表，基于所述映射表，使所述变电站场景中电力设备与第一传感数据进行关联。

12、再一方面，本发明还提供了一种面向变电站场景无线网络双层覆盖的数据传输方法，包括：

13、通过无线传感器节点采集变电站场景的第一传感数据，并将所述第一传感数据传输至所述汇聚节点；

14、通过汇聚节点对所述第一传感数据进行数据融合处理，以得到所述第一传感数据的融合数据，并将所述融合数据传输至接入节点；

15、通过高带宽节点采集变电站场景的第二传感数据，并将所述第二传感数据传输至接入节点；

16、通过接入节点接收所述融合数据和第二传感数据，并对所述融合数据和第二传感数据进行数据特征提取，以得到融合数据和第二传感数据的数据特征，并向外输出所述数据特征。

17、可选的，基于变电站各场景的实测链路预算结果，确定所述汇聚节点的部署在变电站场景的位置。

18、可选的，融合处理，具体为：建立变电站场景中电力设备与传感设备的映射表，基于所述映射表，使所述变电站场景中电力设备与第一传感数据进行关联。

19、与现有技术相比，本发明的有益效果为：

20、本发明提出了一种面向变电站场景无线网络双层覆盖的数据传输系统，包括：无线传感器节点、汇聚节点、高带宽节点和接入节点，第一层网络覆盖中，所述无线传感器节点与所述汇聚节点进行通信，第二层网络覆盖中，所述接入节点与所述汇聚节点和高带宽节点进行通信；所述无线传感器节点用于采集变电站场景的第一传感数据，并将所述第一传感数据传输至所述汇聚节点；所述汇聚节点对所述第一传感数据进行数据融合处理，以得到所述第一传感数据的融合数据，并将所述融合数据传输至接入节点；所述高带宽节点用于采集变电站场景的第二传感数据，并将所述第二传感数据传输至接入节点，所述接入节点接收所述融合数据和第二传感数据，并对所述融合数据和第二传感数据进行数据特征提取，以得到融合数据和第二传感数据的数据特征，并向外输出所述数据特征。本发明能够适用于不同能耗水平、传输能力的传感节点的规划。

技术特征：

1.一种面向变电站场景无线网络双层覆盖的数据传输系统，其特征在于，所述系统包括：无线传感器节点、汇聚节点、高带宽节点和接入节点，第一层网络覆盖中，所述无线传感器节点与所述汇聚节点进行通信，第二层网络覆盖中，所述接入节点与所述汇聚节点和高带宽节点进行通信；

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述无线传感器节点，包括：微功率传感器节点和低功耗传感器节点，所述微功率传感器节点和低功耗传感器节点的通信方式为无线通信，无线通信频率为2.4ghz，最大通信速率不小于20kbps，所述微功率传感器节点的功耗为μw级，低功耗传感器节点的功耗为mw级。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述高带宽节点，包括：固定高带宽节点和移动高带宽节点，

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，基于变电站各场景的实测链路预算结果，确定所述汇聚节点的部署在变电站场景的位置。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述接入节点，为基于基带处理单元和多个远端射频单元的分布式天线系统，且基带处理单元与多个远端射频单元通过光纤连接。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述融合处理，具体为：建立变电站场景中电力设备与传感设备的映射表，基于所述映射表，使所述变电站场景中电力设备与第一传感数据进行关联。

7.一种面向变电站场景无线网络双层覆盖的数据传输方法，其特征在于，所述方法包括：

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，基于变电站各场景的实测链路预算结果，确定所述汇聚节点的部署在变电站场景的位置。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述融合处理，具体为：建立变电站场景中电力设备与传感设备的映射表，基于所述映射表，使所述变电站场景中电力设备与第一传感数据进行关联。

技术总结
本发明公开了一种面向变电站场景无线网络双层覆盖的数据传输系统及方法，属于物联网组网覆盖设计技术领域。本发明包括：无线传感器节点、汇聚节点、高带宽节点和接入节点，所述无线传感器节点用于采集变电站场景的第一传感数据；所述汇聚节点对所述第一传感数据进行数据融合处理，以得到所述第一传感数据的融合数据；所述高带宽节点用于采集变电站场景的第二传感数据，并将所述第二传感数据传输至接入节点，所述接入节点接收所述融合数据和第二传感数据，并对所述融合数据和第二传感数据进行数据特征提取，以得到融合数据和第二传感数据的数据特征，并向外输出所述数据特征。本发明能够适用于不同能耗水平、传输能力的传感节点的规划。

技术研发人员：杨志超,毕建刚,周涛,赵明敏,赵鹏,林珊珊,嵇建飞,胡成博,王斌,赵凯美,李谦,张卫东,赵录兴,鞠勇,吴桂芳,刘元庆,谢莉,白锋,曹方圆
受保护的技术使用者：中国电力科学研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15