输电线路在线监测的无线传感器网络通信抗干扰技术研究

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1、输电线路在线监测的无线传感器网络通信抗干扰技术研究摘要：目前的架空输电线路状态自动监测系统中,传感器获取的监测数据大多是使用无线无线公网GPRS/CDMA通信技术，监测系统需要长期租用电信部门的通信服务,费用高。无线传感器网络是一种低成本、低功耗的无线网络，采用无需申请频点的短距离通信技术。输电线路的传感器节点呈辐射长链状分布,数量相对较少,传输数据量大，传感器节点的电源可以采用太阳能蓄电池供电、激光供电、取能电源等多种电源供给方法，因此传感器节点能量相对不受限。为获取较好的网络性能而需要提高节点发射

2、功率。在较大发射功率的又会带来新的问题，将会造成节点间严重的信道竞争和干扰,影响网络传输实时性。所以研究输电线路在线监测的无线传感器网络通信抗干扰技术是非常有必要的。关键词：输电线路在线监测、无线传感器网络、抗干扰技术1.输电线路在线监测输电网络覆盖广阔、地理复杂、运行环境恶劣、巡线困难、维护工作量大。从近几年的欧美大停电到2008年中国南方罕见的冰雪灾害都证明了输电线路的重要，也证明了输电网络的脆弱。正由于输电线路运行过程中会出现一些问题，所以对于输电线路采用线路巡视的方式，以便掌握线路运行的状况，

3、及时发现设备缺陷和隐患。但目前的输电线路运行维护方式仍较多采用传统的人工巡线方式，存在着设备落后、工作量大的缺点。要保证输电网络安全稳定运行，解决人力资源紧缺和线路长度不断增长的矛盾，需要转变生产管理模式，引进先进的输电线路运行状态在线监测技术和先进的离线监测设备，建立监控中心，为实现从“周期巡检”到“状态检修”的转变提供信息收集、分析处理及设备评估等技术支持。输电线路在线监测技术是指直接安装在线路设备上可实时记录表征设备运行状态特征量的测量系统及技术,是实现状态监测、状态检修的重要手段,状态检修的实

4、现与否很大程度取决于在线监测技术的成功与否。先进的传感器是实现预测性维修的重要手段,也是一个长期的研究热点。因为故障诊断技术的发展首先取决于能否获取尽可能多的有用信息,这是数据处理和诊断决策的基础。一些原来用于军事方面的传感技术已有一部分移植到电气设备的状态监测上来,如光纤传感器等。目前的研究重点是发展集成化、阵列化、智能化的传感器和压敏、热敏及气敏等敏感元器件产品。2.无线传感器网络电系统、片上系统、无线通信和低功耗嵌入式技术的飞速发展,孕育出无线传感器网络(WirelessSensorNetwor

5、ks,WSN)，并以其低功耗、低成本、分布式和自组织的特点带来了信息感知的一场变革。无线传感器网络就是由部署在监测区域内大量的廉价微型传感器节点组成，通过无线通信方式形成的一个多跳自组织网络。大量的传感器节点将探测数据，通过汇聚节点经其它网络发送给用户。它具有如下特点：1、大规模网络为了获取精确信息，在监测区域通常部署大量传感器节点，传感器节点数量可能达到成千上万，甚至更多。传感器网络的大规模性包括两方面的含义:一方面是传感器节点分布在很大的地理区域内，如在原始大森林采用传感器网络进行森林防火和环境监

6、测，需要部署大量的传感器节点;另一方面，传感器节点部署很密集，在一个面积不是很大的空间内，密集部署了大量的传感器节点。2、自组织网络在传感器网络应用中，通常情况下传感器节点被放置在没有基础结构的地方。传感器节点的位置不能预先精确设定，节点之间的相互邻居关系预先也不知道，如通过飞机播散大量的节点到面积广阔的原始森林中，或随意放置到人不可到达的危险区域。这样就要求传感器节点具有自组织的能力，能够自动进行配置和管理，通过拓扑控制机制和网络协议自动形成转发监测数据的多跳网络系统。.3、能量有效的网络由于传感器

7、节点靠电池供电，同时节点经常部署在恶劣环境或人类不易到达的区域且传感器节点数目巨大，不可能人工“照顾”每个传感器节点，因此如何设计能量有效的网络，以延长网络的生存时间是无线传感器网络的首要目标。4、动态性网络传感器网络的拓扑结构可能因环境条件变化、电能耗尽以及新节点的加入而改变。这就要求传感器网络系统要能够适应这种变化，具有动态的系统可重构性。5、应用相关的网络不同的应用背景对传感器网络的要求不同，其硬件平台、软件系统和网络协议必然会有很大差别。所以传感器网络不能像互联网一样，有统一的通信协议平台。对

8、于不同的传感器网络应用虽然存在一些共性问题，但在开发传感器网络应用中，更关心传感器网络的差异。只有让系统更贴近应用，才能做出最高效的目标系统。3.存在的问题用于工业监测领域的传感器网络与用于军事侦察领域的有所差别,特别是用于输电线路监测数据传输的ZigBee网络存在以下特点:传感器节点呈辐射长链状分布,数量相对较少,传输数据量大;传感器节点的电源可以由导线电流感应获得,因此传感器节点能量相对不受限,为获取较好的网络性能而需要提高节点发射功率,节能成为次要