CN119402767A 一种优化LoRa组网的避雷器数据监测方法及系统 （国网青海省电力公司海北供电公司）

一种优化LoRa组网的避雷器数据监测方法本申请公开一种优化LoRa组网的避雷器数包括LoRa避雷器检测节点模块、LoRa_GPRS集中数据，并通过LoRa向LoRa_GPRS集中器网关模块发送运行数据；LoRa_GPRS集中器网关模块接收集中器网关模块通过CAN网络与现场避雷器控制终端模块根据运行状态利用电路开关遥控器对2所述LoRa_GPRS集中器网关模块分别连接所述LoRa避雷器检测节点模块、所述远程控所述LoRa避雷器检测节点模块监测所述避雷器的运行数据，并通过LoRa方式向所述所述LoRa_GPRS集中器网关模块接收所述运行数据，并通过GPRS网络向所述远程控制所述远程控制平台模块对所述运行数据进行数据分析，以判断所述避雷器的运行状所述LoRa_GPRS集中器网关模块通过CAN网络与所述现场避雷器控制终端模块进行信采用均值滤波机制，对所述LoRa避雷器检测节点模块接收到的若干组信号强度RSP值获取节点发射功率和所述RSP的功率等级划分对应表，将所述功率等级划分对应表和所述目标RSP作为所述LoRa避雷器检测节点模块和所述LoRa_GPRS集中器网关模块之间数根据丢包率对所述预设功率下的数据通信状况进行评估，当所述丢时，以所述预设功率进行所述LoRa避雷器检测节点模块和所述LoRa_GPRS集中器网关模块确定所述LoRa避雷器检测节点模块接收到的若干组信号强度RSP，并剔除其中跳变大在向LoRa_GPRS集中器网关模块发送所述运行数据之前，对信道上LoRa数据包的前导当确定所述运行数据丢失或抢占不到所述信道时，将未发送的运行数据写入缓冲区，3在所述预设时隙结束后继续对所述信道进行CAD检测，直至所述信道空闲，向所述LoRa_GPRS集中器网关模块发送所述运行数据，或直至所述信道未空闲且超出最大重发次在所述LoRa避雷器检测节点模块发送所述运行数据之后，开若未收到回复帧，则将所述运行数据写入缓冲区，并在所述6.根据权利要求1至3中任一项所述的避雷器数据监测方法雷器检测节点模块监测所述避雷器的运行数据，并通过LoRa方式向所述LoRa_GPRS集中器若所述LoRa避雷器检测节点模块监测到所述避雷器的泄漏电流信若根据所述电压信号确定过电压，则通过LoRa方式向所述LoRa_GPRS集中器网关模块若根据所述电压信号确定电压正常，则通过LoRa方式向所述LoRa_GPRS集中器网关模所述LoRa_GPRS集中器网关模块分别连接所述LoRa避雷器检测节点模块、所述远程控所述LoRa避雷器检测节点模块用于监测所述避雷器的运行数据，并通过L述LoRa_GPRS集中器网关模块发送所述所述LoRa_GPRS集中器网关模块用于接收所述运行数据，并通过GPRS网络向所述远程4所述远程控制平台模块用于对所述运行数据进行数据分析，以判断所述LoRa_GPRS集中器网关模块还用于通过CAN网络与所述现场避雷器控制终端模块所述供电模块连接所述第一MCU主控模块，所述第一MCU主控模块连接所述所述数据采集及调理电路模块用于采集避雷器的泄漏电流信号和电压所述AD转换模块用于将输入的所述泄漏电流信号和所述电压信号从模拟信号转换为所述第一MCU主控模块用于响应转换后的运行数据并向所述第一LoRa射频模块发送所所述第一LoRa射频模块用于向所述LoRa_GPRS集中器网关模块发送所述运行数据，所9.根据权利要求8所述的避雷器数据监测系统，其特所述电源模块包括电源浪涌冲击保护电路及DC_DC变所述第二MCU主控模块分别连接所述电源模块、所述第二LoRa射频模块、所述GPRS模所述第二LoRa射频模块用于接收所述第一LoRa射频模块发送的运5所述GPRS模块和CAN通讯模块与所述第二MCU主控模块基于串口通讯协议进行数据传所述第二MCU主控模块用于调控接收并处理所述LoRa避雷器检测节点模块发送的运行数据以及与所述远程控制平台模块和所述现场避雷器控制终端模块所述I/0扩展模块用于I/O口的扩展，以使得所述第二MCU主控模块发出的信号通过两所述蜂鸣器模块用于接收所述第二MCU主控模块的控制信号并发出报所述薄膜显示模块用于显示所述LoRa避雷器检测节点模块和所述LoRa_GPRS集中器网所述低温报警模块用于当确定环境温度低于5摄氏度时向所述第二MUC主控模块发送6对变压器等主要电力设备的安全起到极其重要的作虽然在一定程度上减少了传输过程中电磁干扰[0004]但是这种传统数据采集监测方法依旧存在通信距离不足，抗干扰能力不足的缺于避雷器数据监测系统，所述避雷器数据监测系统包括LoRa避雷器检测节点模块、LoRa_[0007]所述LoRa_GPRS集中器网关模块分别连接所述LoRa避雷器检测节点模块、所述远述LoRa_GPRS集中器网关模块发送所述[0010]所述LoRa_GPRS集中器网关模块接收所述运行数据，并通过GPRS网络向所述远程[0012]所述LoRa_GPRS集中器网关模块通过CAN网络与所述现场避雷器控制终端模块进7[0015]采用均值滤波机制，对所述LoRa避雷器检测节点模块接收到的若干组信号强度[0016]获取节点发射功率和所述RSP的功率等级划分对应表，将所述功率等级划分对应表和所述目标RSP作为所述LoRa避雷器检测节点模块和所述LoRa_GPRS集中器网关模块之间数据链路状况的参考依据，对所述LoRa避雷器检测节点模块的发射功率进行自动调节，范围时，以所述预设功率进行所述LoRa避雷器检测节点模块和所述LoRa_GPRS集中器网关[0019]确定所述LoRa避雷器检测节点模块接收到的若干组信号强度RSP，并剔除其中跳[0021]可选地，所述通过LoRa方式向所述LoRa_GPRS集中器网关模块发送所述运行数据[0022]在向LoRa_GPRS集中器网关模块发送所述运行数据之前，对信道上LoRa数据包的LoRa_GPRS集中器网关模块发送所述运行数据，或直至所述信道未空闲且超出最大重发次点竞争信道时随机退避范围的上限值，BE的默认值为3，最大值默认为5，BE值受minBE和8方式向所述LoRa_GPRS集中器网关模块发送[0034]若根据所述电压信号确定过电压，则通过LoRa方式向所述LoRa_GPRS集中器网关[0035]若根据所述电压信号确定电压正常，则通过LoRa方式向所述LoRa_GPRS集中器网[0038]所述LoRa_GPRS集中器网关模块分别连接所述LoRa避雷器检测节点模块、所述远[0040]所述LoRa_GPRS集中器网关模块用于接收所述运行数据，并通过GPRS网络向所述[0042]所述LoRa_GPRS集中器网关模块还用于通过CAN网络与所述现场避雷器控制终端[0048]所述供电模块连接所述第一MCU主控模块，所述第一MCU主控模块连接所述第一[0050]所述数据采集及调理电路模块用于采集避雷器的泄漏电流信号和电压信号，其9[0051]所述AD转换模块用于将输入的所述泄漏电流信号和所述电压信号从模拟信号转[0052]所述第一MCU主控模块用于响应转换后的运行数据并向所述第一LoRa射频模块发[0053]所述第一LoRa射频模块用于向所述LoRa_GPRS集中器网关模块发送所述运行数[0061]所述GPRS模块和CAN通讯模块与所述第二MCU主控模块基于串口通讯协议进行数[0062]所述第二MCU主控模块用于调控接收并处理所述LoRa避雷器检测节点模块发送的运行数据以及与所述远程控制平台模块和所述现场避雷器控制终端模块的信[0063]所述I/0扩展模块用于I/O口的扩展，以使得所述第二MCU主控模块发出的信号通过两路I2C扩展口驱动所述薄膜显示模块上的[0065]所述薄膜显示模块用于显示所述LoRa避雷器检测节点模块和所述LoRa_GPRS集中[0066]所述低温报警模块用于当确定环境温度低于5摄氏度时向所述第二MUC主控模块[0068]本申请第三方面提供了一种优化LoRa组网的避雷器数据监测装置，所述装置包[0074]本申请方法包括通过LoRa避雷器检测节点模块监测避雷器的运行数据，并通过[0076]图1为本申请提供的优化LoRa组网的避雷器数据监测方法一个实施例流程示意[0077]图2为本申请提供的优化LoRa组网的避雷器数据监测方法另一个实施例流程示意[0078]图3为本申请提供的优化LoRa组网的避雷器数据监测方法另一个实施例流程示意[0079]图4为本申请提供的优化LoRa组网的避雷器数据监测系统一个实施例结构示意[0080]图5为本申请提供的优化LoRa组网的避雷器数据监测系统另一个实施例结构示意[0086]图11为本申请提供的优化LoRa组网的避雷器数据监测装置一个实施例结构示意[0089]请参阅图4，图4为本申请提供的优化LoRa组网的避雷器数据监测系统一个实施模块402分别连接LoRa避雷器检测节点模块401、远程控制平台模块403以及现场避雷器控[0096]本实施例中，LoRa避雷器检测节点模块监测避雷器运行数据并通过LoRa向LoRa_GPRS集中器网关模块通信传输。LoRa_GPRS集中器网关模块主要以通讯系统板卡为主接收该运行数据，之后经过GPRS网络发送至远程控制平台模块以及通过CAN网络与现场避雷器[0099]若根据电压信号确定过电压，则通过LoRa方式向LoRa_GPRS集中器网关模块发送[0100]若根据电压信号确定电压正常，则通过LoRa方式向LoRa_GPRS集中器网关模块发[0101]具体地，该LoRa避雷器检测节点模块的软件程序设计可以包括节点模块初始化、据进行系统保存以及远程发送给LoRa_GPR向LoRa_GPRS集中器网关模块发送上述报警信号，直到该节点处避雷器的指标状况被用户表和目标RSP作为LoRa避雷器检测节点模块和LoRa_GPRS集中器网关模块之间数据链路状值范围时，以预设功率进行LoRa避雷器检测节点模块和LoRa_GPRS集中器网关模块之间数器网关之间的数据链路状况为依据，检测节点模块根据采集到的RSP值自行调节其发射功系统，所以本申请对检测节点模块进行发射功率调节时采用的是反向开环功率控制方式。长整个网络工作寿命的目的。对各检测节点模块的发射功率调节在系统安装调试阶段进[0130]当检测节点模块所接收到的信号其RSPN值偏大时，为了将R步长为1dB；PA_HP与PA_BOOST引脚连接，其功率调节范围为_2dBm～20dBm，可持续输出[0133]通过设置SX1278内部的寄存器RegPaConfig来调节输出功率，寄存器地址与功率率均设置为最大值20dBm。由于所使用的SX1278的射频输出引脚PA_BOOST的输出功率调节发射功率与接收信号的RSP值不能一一对应，所以在设计时将检测节点模块的每一级发射先集中器网关会发送多个数据包给检测节点模块，检测节点模块接收并采集数据包中的小于1则向检测节点模块返回Pa_ConOk指令；如果丢包率大于1则向检测节点模块发离。该芯片在不同工作状态下的电流消耗如下:休眠状态下小于0.2uA，空闲状态下为[0139]此外，由于多个LoRa避雷器检测节点模块连接LoRa_GPRS集中器网关模块进行各避雷器的数据监测。为了降低多个LoRa避雷器检测节点模块同时访问LoRa_GPRS集中器网例，该方法描述LoRa避雷器检测节点模块通过LoRa方式向LoRa_GPRS集中器网关模块发送据所发送的数据长度来设计，如果检测节点模块在此期间没有收到回复帧，则按照步骤[0155]NB(NumberofBackoff)表示在竞争信道时CSMA/CA算法已经执行随机退避的次[0160]LoRa_GPRS集中器网关模块402分别连接LoRa避雷器检测节点模块401、远程控制平台模块403以及现场避雷器控制终端模块404，现场避雷器控制终端模块404连接电路开[0161]LoRa避雷器检测节点模块401用于监测避雷器的运行数据，并通过LoRa方式向[0164]LoRa_GPRS集中器网关模块402还用于通过CAN网络与现场避雷器控制终端模块[0165]本实施例系统中，各模块所执行的功能与前述图1_图3所示方法实施例中的步骤[0172]供电模块601连接第一MCU主控模块604，第一MCU主控模块604连接第一LoRa射频[0175]AD转换模块603用于将输入的泄漏电流信号和电压信号从模拟信号转换为数字信[0176]第一MCU主控模块604用于响应转换后的运行数据并向第一LoRa射频模块605发送[0177]第一LoRa射频模块605用于向LoRa_GPRS集中器网关模块402发送运行数据，该运要输入电压信号，因此采用I/U转化电路把零磁通电流互感器采集的泄露电流信号转换为向第一LORA射频模块发送数据。第一LORA射频模块主要由SX1278芯片和预留匹配电路构[0184]第二MCU主控模块705分别连接电源模块701、第二LoRa射频模块702、GPRS模块[0187]GPRS模块703和CAN通讯模块704与第二MCU主控模块705基于串口通讯协议进行数[0188]第二MCU主控模块705用于调控接收并处理LoRa避雷器检测节点模块401发送的运行数据以及与远程控制平台模块403和现场避雷器控制终端模块404的信息[0189]I/0扩展模块708用于I/O口的扩展，以使得第二MCU主控模块705发出的信号通过[0191]薄膜显示模块707用于显示LoRa避雷器检测节点模块401和LoRa_GPRS集中器网关[0192]低温报警模块76用于当确定环境温度低于5摄氏度时向第二MUC主控模块705发送[0193]