TinyOS感知节点在智能电网输电环节的应用

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1、第34卷第4期四JlI电力技术Vo1．34。No．42011年8月SichuanElectricPowerTechnologyAug．。2011TinyOS感知节点在智能电网输电环节的应用黄宏光，钟俊。李国才(1．四川大学电气信息学院，四川成都'610065；2．智能电网四川省重点实验室，四川成都610065)摘要：以智能电网中输电环节的关键设备研制问题为目标，从技术实现手段——无线传感器网络操作系统TinyOS及节点设备，讨论了实现中涉及的网络拓扑、能量消耗优化、地址分配、调度机制的特性和应用考虑，

2、给出了应用中的实现过程。关键词：输电线感知；TinyOS；任务调度；能量消耗优化；网络状拓扑；tg址分配Abstract：AimingatmainresearchproblemsinstatusmonitoringfortransmissionlineofsmartdandbymeansofTinyOSandnodesdevice，thecharacteristicsand印plieationconsiderationsoftheinvolvedmeshtopologies，energyconsump

3、tionopti-mization，nodeaddress，dispatchingmechanismarediscussed，andtheimplementationprocessduringtheapplicationisgiv-en．Keywords：smartgridsensor；TinyOS；taskscheduling；energyconsumptionoptimization；meshtopology；nodeaddress中图分类号：TM711文献标志码：B文章编号：1003—6954(

4、2011)04—0027—03址分配等进行底层技术特性分析，并给出一个基本的0引言方案流程。中国输电线有300000km，且以每年3％的速度1输电线应用中的WSN网络拓扑增加，如何监测和预测输电线的事故征兆、降低输电线的事故率，是2010年国家电网关于智能电网关键WSN网络拓扑有不同的形式，其特性也有所不设备研制规划中输电环节的主要项目之一，利用无线同，在实际实现中推荐采用网格状、网格状+星形方传感器网络技术进行输电线路的监测也被列入国家式，典型的网格状如图l所示。10年重大科技专项。无线传感器网络W

5、SN由无数个感知节点随机布置，形成可动态扩展的感知网络，感知节点采用传感器、无线通信单元、微处理器形成一个具有基本前端处理能力的节点。由于感知节点的微型化、智能化和自组网的特点，将其应用于各种物体和设备，则这些物体和设备形成一个数量巨大、分布广泛的信息交换数字通信网络，和现有的IP网络结合，将使地球村变成物物相联的智能世界，对人类社会的发展模式产生重大的影响。TinyOS是由加州大学伯克利分校专门图1网格状网络拓扑结构为无线传感器网络开发的一种微型操作系统。是目网络状拓扑具有自组路由和自愈特性，适合前

6、主流的WSN的操作系统之一，TinyOS由一系列的WSN的网络布局方式和传输环境要求，这种拓扑的软件组件和硬件组件构成，而一个完整的系统配置由、多路由的特点使数据可以上流的模式从感知节点到一个调度器和组件表组成。基站，也可以下流的模式到其他节点，可以广播方式下面就利用无线传感器网络TinyOS及感知节点发布到一个会聚区域的所有节点，或者在一个簇中的进行输电线路监测所涉及的网络拓扑、能量控制、地两个节点间发布。．27．第34卷第4期四J1I电力技术V01．34．No．42011年8月SichuanEle

7、ctricPowerTechnologyAug．。2011在输电线应用中，布置在输电线上的感知节点实表1感知节点在不同工作状态下的工作电流现网格状拓扑比较容易，只要注意以多路由的方式布工作模式M2110电流／mAMCU，全工作状态6(7．37MHz)局，工程上可以按间距50m左右的等边三角形布设。MCU，休眠状态0．010网格状的多路由特性使网络中的节点可动态配无线通信单元，接收状态16置为不同的功率模式，以节省节点的能量消耗，提供无线通信单元，发射状态(1mw功率)17的模式有HP模式、LP模式、E

8、LP模式。在协议方无线通信单元，休眠状态O．oo1串口flash存储，写状态15面，网格状拓扑的路由协议可实现低功率侦听(平均串口flash存储，读状态4电流小于220A)、时间同步、休眠状态、节点到基站串口flash存储，休眠状态0．002路由、基站到节点路由。典型室内应用一般在30～1表2电池容量和使用寿命200in的范围。如远距离传输应用，则发信功率控制到一6dBm。室外应用，节点分布于几千平方米的范围，平均密度1000rn为一个。图2给出了针对网