本發(fā)明涉及一種基于故障指示器的無線微網(wǎng)自組網(wǎng)方法。
背景技術(shù)：
在配電網(wǎng)中，可以用故障指示器來監(jiān)控配電網(wǎng)的短路故障以及接地故障，并利用多個連續(xù)安裝的故障指示器之間的故障發(fā)生情況對故障進(jìn)行定位。故障指示器安裝在配電網(wǎng)線路上，當(dāng)檢測到故障后，會以翻牌和閃光燈方式進(jìn)行提示，然而這需要巡線人員沿著線路巡查才能找到故障區(qū)域，費(fèi)時(shí)費(fèi)力。行業(yè)內(nèi)，一般利用GPRS/CDMA/3G/4G技術(shù)對故障信息進(jìn)行遠(yuǎn)程采集，從而實(shí)現(xiàn)足不出戶便知曉是否發(fā)生故障以及故障發(fā)生位置。這種方案，一般采用三個故障指示器和一個通信終端的方式進(jìn)行配置，通信終端采用sub-G小無線方式和本地的故障指示器進(jìn)行通信，采集到故障信息后再通過GPRS/CDMA/3G/4G方式上傳到遠(yuǎn)方主站。
然而，上述配置要求每組故障指示器(一般為3個)配置一個通信終端。每個通信終端需要配置一個GPRS/CDMA/3G/4G通信模塊，配置一個供電系統(tǒng)(一般為太陽能取電+蓄電池)，無疑大大增加了成本。一種新的方法是，讓各組故障指示器之間通過sub-G小無線進(jìn)行微網(wǎng)自組網(wǎng)，通過級聯(lián)的方式將故障信息發(fā)送給一個通信終端，由通信終端再上傳到遠(yuǎn)方主站。這樣，就可以使用一個通信終端采集多組故障指示器信息，這種新的方法需要解決故障指示器之間的級聯(lián)通信問題?，F(xiàn)有故障指示器之間的級聯(lián)通信方法是，預(yù)先為每組故障指示器配置下一通信節(jié)點(diǎn)，一級一級傳送到通信終端。
采用上述方法在安裝前必需進(jìn)行預(yù)先配置，且配置后必需按順序安裝，導(dǎo)致安裝程序復(fù)雜且費(fèi)時(shí)費(fèi)力，另外如果某個故障指示器出現(xiàn)通信故障，會導(dǎo)致所有利用該故障指示器的其它故障指示器無法上傳故障信息。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明提出一種基于故障指示器的無線微網(wǎng)自組網(wǎng)方法，解決了現(xiàn)有技術(shù)中需要對故障指示器預(yù)先配置，配置后需要按順序安裝，若某個故障指示器出現(xiàn)通信故障，會導(dǎo)致所有利用該故障指示器的其它故障指示器無法上傳故障信息。
本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：一種基于故障指示器的無線微網(wǎng)自組網(wǎng)方法，包括故障指示器、主站和通信終端，所述故障指示器為節(jié)點(diǎn)，所述故障指示器和通信終端無線通訊連接，所述通信終端和所述主站無線通訊連接，具體包括以下步驟：
(1)、節(jié)點(diǎn)查詢本節(jié)點(diǎn)內(nèi)的可用下級節(jié)點(diǎn)列表，如果可用下級節(jié)點(diǎn)列表為空，則進(jìn)入步驟(2)；否則進(jìn)入步驟(3)；
(2)、節(jié)點(diǎn)使用廣播問詢方式查詢并更新可用下級節(jié)點(diǎn)列表，若可用下級節(jié)點(diǎn)列表為空，則重復(fù)本步驟，否則進(jìn)入步驟(3)；
(3)、節(jié)點(diǎn)在可用下級節(jié)點(diǎn)列表中選擇最佳下級節(jié)點(diǎn)，并將故障信號發(fā)送最佳下級節(jié)點(diǎn)，若最佳下級節(jié)點(diǎn)為通信終端，則進(jìn)入步驟(4)，否則進(jìn)入步驟(1)；
(4)、節(jié)點(diǎn)將故障信息傳送至通信終端。
進(jìn)一步的，在步驟(2)中，若可用下級節(jié)點(diǎn)列表為空，節(jié)點(diǎn)定時(shí)更新可用下級節(jié)點(diǎn)列表。
進(jìn)一步的，步驟(2)具體包括以下步驟：
(201)、發(fā)送節(jié)點(diǎn)以廣播方式向接收節(jié)點(diǎn)發(fā)送問詢幀；
(202)、收到問詢幀的接收節(jié)點(diǎn)檢查本節(jié)點(diǎn)內(nèi)的可用下級節(jié)點(diǎn)列表，如果可用下級節(jié)點(diǎn)列表為空，則不作回應(yīng)，否則接收節(jié)點(diǎn)發(fā)送應(yīng)答幀給發(fā)送節(jié)點(diǎn)；
步驟(202)中所述的應(yīng)答幀包括最佳下級節(jié)點(diǎn)及其累計(jì)信號強(qiáng)度值，以及最佳下級節(jié)點(diǎn)的級聯(lián)階數(shù)。
(203)、如果發(fā)送節(jié)點(diǎn)收到應(yīng)答幀，則進(jìn)入步驟(204)；否則返回至步驟 (201)；
(204)、發(fā)送節(jié)點(diǎn)更新可用下級節(jié)點(diǎn)列表，然后進(jìn)入步驟(3)。
進(jìn)一步的，可用下級節(jié)點(diǎn)列表包括各節(jié)點(diǎn)的級聯(lián)階數(shù)和累計(jì)信號強(qiáng)度值，步驟(3)具體包括以下步驟：
(301)、節(jié)點(diǎn)在可用下級節(jié)點(diǎn)列表中選擇級聯(lián)階數(shù)最小的節(jié)點(diǎn)，如果選擇的節(jié)點(diǎn)個數(shù)為1，則將該節(jié)點(diǎn)定為最佳下級節(jié)點(diǎn)后進(jìn)入步驟(304)，否則進(jìn)入步驟(302)；
(302)、級聯(lián)階數(shù)最小的節(jié)點(diǎn)均為選擇節(jié)點(diǎn)，計(jì)算每個選擇節(jié)點(diǎn)的累計(jì)信號強(qiáng)度值，累計(jì)信號強(qiáng)度值的計(jì)算公式為
本節(jié)點(diǎn)與各選擇節(jié)點(diǎn)之間的無線通信信號強(qiáng)度值+各選擇節(jié)點(diǎn)最佳下級節(jié)點(diǎn)累計(jì)信號強(qiáng)度＝累計(jì)信號強(qiáng)度值；
(303)、選取累積信號強(qiáng)度值最大的節(jié)點(diǎn)為最佳下級節(jié)點(diǎn)；
(304)、檢查該最佳下級節(jié)點(diǎn)是否與上一次確定的最佳下級節(jié)點(diǎn)一致，如果不一致，進(jìn)入步驟(301)，如果一致則進(jìn)入步驟(305)；
(305)、將故障信號發(fā)送最佳下級節(jié)點(diǎn)，若最佳下級節(jié)點(diǎn)為通信終端，則進(jìn)入步驟(4)，否則進(jìn)入步驟(1)。
進(jìn)一步的，若本節(jié)點(diǎn)的最佳下級節(jié)點(diǎn)進(jìn)行更改，則將最佳下級節(jié)點(diǎn)的信息以廣播方式發(fā)送到其他節(jié)點(diǎn)。
本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明提出了一種基于故障指示器的無線微網(wǎng)自組網(wǎng)方法，采用該方法無需對故障指示器預(yù)先配置，故障指示器可自動組網(wǎng)，安裝后即可使用，當(dāng)通信路徑中某故障指示器失效后可自動尋找新故障指示器繼續(xù)通信。
附圖說明
為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
圖1為本發(fā)明一種基于故障指示器的無線微網(wǎng)自組網(wǎng)方法的流程圖。
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
如圖1所示，本發(fā)明提出了一種基于故障指示器的無線微網(wǎng)自組網(wǎng)方法，包括故障指示器、主站和通信終端，故障指示器為節(jié)點(diǎn)，故障指示器和通信終端無線通訊連接，通信終端和所述主站無線通訊連接，具體包括以下步驟：
(1)、節(jié)點(diǎn)查詢本節(jié)點(diǎn)內(nèi)的可用下級節(jié)點(diǎn)列表，如果可用下級節(jié)點(diǎn)列表為空，則進(jìn)入步驟(2)；否則進(jìn)入步驟(3)；
(2)、節(jié)點(diǎn)使用廣播問詢方式查詢并更新可用下級節(jié)點(diǎn)列表，若可用下級節(jié)點(diǎn)列表為空，則重復(fù)本步驟，否則進(jìn)入步驟(3)；
在步驟(2)中，若可用下級節(jié)點(diǎn)列表為空，節(jié)點(diǎn)定時(shí)更新可用下級節(jié)點(diǎn)列表，一般設(shè)定時(shí)間間隔為6小時(shí)或12小時(shí)或24小時(shí)。
節(jié)點(diǎn)包括發(fā)送節(jié)點(diǎn)和接收節(jié)點(diǎn)，步驟(2)具體包括以下步驟：
(201)、發(fā)送節(jié)點(diǎn)以廣播方式向接收節(jié)點(diǎn)發(fā)送問詢幀；
(202)、收到問詢幀的接收節(jié)點(diǎn)檢查本節(jié)點(diǎn)內(nèi)的可用下級節(jié)點(diǎn)列表，如果可用下級節(jié)點(diǎn)列表為空，則不作回應(yīng)，否則接收節(jié)點(diǎn)發(fā)送應(yīng)答幀給發(fā)送節(jié)點(diǎn)；
步驟(202)中所述的應(yīng)答幀包括最佳下級節(jié)點(diǎn)及其累計(jì)信號強(qiáng)度值，以及 最佳下級節(jié)點(diǎn)的級聯(lián)階數(shù)。
(203)、如果發(fā)送節(jié)點(diǎn)收到應(yīng)答幀，則進(jìn)入步驟(204)；否則返回至步驟(201)；
(204)、發(fā)送節(jié)點(diǎn)更新可用下級節(jié)點(diǎn)列表，然后進(jìn)入步驟(3)。
(3)、節(jié)點(diǎn)在可用下級節(jié)點(diǎn)列表中選擇最佳下級節(jié)點(diǎn)，并將故障信號發(fā)送最佳下級節(jié)點(diǎn)，若最佳下級節(jié)點(diǎn)為通信終端，則進(jìn)入步驟(4)，否則進(jìn)入步驟(1)；
可用下級節(jié)點(diǎn)列表包括各節(jié)點(diǎn)的級聯(lián)階數(shù)和累計(jì)信號強(qiáng)度值等信息，步驟(3)具體包括以下步驟：
(301)、節(jié)點(diǎn)在可用下級節(jié)點(diǎn)列表中選擇級聯(lián)階數(shù)最小的節(jié)點(diǎn)，如果選擇的節(jié)點(diǎn)個數(shù)為1，則將該節(jié)點(diǎn)定為最佳下級節(jié)點(diǎn)后進(jìn)入步驟(304)，否則進(jìn)入步驟(302)；
(302)、級聯(lián)階數(shù)最小的節(jié)點(diǎn)均為選擇節(jié)點(diǎn)，計(jì)算每個選擇節(jié)點(diǎn)的累計(jì)信號強(qiáng)度值，累計(jì)信號強(qiáng)度值的計(jì)算公式為
本節(jié)點(diǎn)與各選擇節(jié)點(diǎn)之間的無線通信信號強(qiáng)度值+各選擇節(jié)點(diǎn)最佳下級節(jié)點(diǎn)累計(jì)信號強(qiáng)度＝累計(jì)信號強(qiáng)度值；
(303)、選取累積信號強(qiáng)度值最大的節(jié)點(diǎn)為最佳下級節(jié)點(diǎn)；
(304)、檢查該最佳下級節(jié)點(diǎn)是否與上一次確定的最佳下級節(jié)點(diǎn)一致，如果不一致，進(jìn)入步驟(301)，如果一致則進(jìn)入步驟(305)；
(305)、將故障信號發(fā)送最佳下級節(jié)點(diǎn)，若最佳下級節(jié)點(diǎn)為通信終端，則進(jìn)入步驟(4)，否則進(jìn)入步驟(1)。
(4)、節(jié)點(diǎn)將故障信息傳送至通信終端，通信結(jié)束。
若本節(jié)點(diǎn)的最佳下級節(jié)點(diǎn)進(jìn)行更改，則將最佳下級節(jié)點(diǎn)的信息以廣播方式發(fā)送到其他節(jié)點(diǎn)。
本方法中，通信終端采用sub-G小無線方式和本地的故障指示器進(jìn)行通信，采集到故障信息后再通過GPRS/CDMA/3G/4G方式上傳到主站，主站將故障信息解析后生成應(yīng)用數(shù)據(jù)，用戶通過客戶端訪問主站。同樣主站可以通過GPRS/CDMA/3G/4G方式下發(fā)數(shù)據(jù)給通信終端，通信終端收到數(shù)據(jù)后通過sub-G小無線方式下發(fā)給故障指示器。
通信終端會與多個故障指示器進(jìn)行通信，減少了通信終端的數(shù)量，有利于降低成本。
本發(fā)明中的故障指示器可采用現(xiàn)有故障指示器，也可采用一種新型故障指示器，包括主控模塊、指示模塊和電源，還包括霍爾電流傳感器、電場強(qiáng)度傳感器、處理模塊和太陽能供電模塊；霍爾電流傳感器用于產(chǎn)生一個與配電網(wǎng)中被測線路電流成正比的電壓信號，并將該電壓信號傳輸至處理模塊；電場強(qiáng)度傳感器用于產(chǎn)生一個與配電網(wǎng)中被測線路電壓成正比的電壓信號，并將該電壓信號傳輸至處理模塊；處理模塊用于將霍爾電流傳感器傳輸?shù)碾妷盒盘柡碗妶鰪?qiáng)度傳感器輸送的電壓信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，并將該數(shù)字信號輸送至主控模塊；
主控模塊用于根據(jù)處理模塊傳輸?shù)臄?shù)字信號對配電網(wǎng)中被測線路的故障進(jìn)行判斷，并傳輸回應(yīng)信號至處理模塊，主控模塊傳輸控制信號至指示模塊；指示模塊用于顯示故障；電源用于為主控模塊提供能源；太陽能供電模塊用于為主控模塊提供能源，太陽能供電模塊用于為電源充電。
處理模塊包括運(yùn)算放大電路和模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器。
主控模塊將處理模塊傳輸?shù)臄?shù)字信號轉(zhuǎn)換為配電網(wǎng)中被測線路的電壓值和電流值。
指示模塊設(shè)有翻牌故障指示器和指示燈。
電源采用鋰電池。
主控模塊采用中央處理器或單片機(jī)。
主控模塊、指示模塊、電源、霍爾電流傳感器、電場強(qiáng)度傳感器、處理模塊和太陽能供電模塊均集成安裝在箱體內(nèi)，箱體設(shè)在配電網(wǎng)中被測線路的下方。更進(jìn)一步的，箱體采用金屬或塑料制成。更進(jìn)一步的，箱體上設(shè)有抱箍，抱箍固定在水平延長桿的一端，水平延長桿的另一端固定在配電網(wǎng)中的桿塔上。
本發(fā)明處理過程中所采用的均為現(xiàn)有技術(shù)，在此不再贅述。
本發(fā)明提出了一種基于故障指示器的無線微網(wǎng)自組網(wǎng)方法，采用該方法無需對故障指示器預(yù)先配置，故障指示器可自動組網(wǎng)，安裝后即可使用，也不需要按順序安裝，大大便利了安裝工作；當(dāng)通信路徑中某故障指示器失效后可自動尋找新故障指示器繼續(xù)通信；避免了單個故障指示器故障引起數(shù)個故障指示器通信癱瘓的問題；需要更換某故障指示器時(shí)，無需重新配置參數(shù)，大大降低了維護(hù)工作量。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。