一種基于云計算的輸電線路監(jiān)控系統的制作方法

本發(fā)明涉及輸電線路監(jiān)控技術領域，具體涉及一種基于云計算的輸電線路監(jiān)控系統。

背景技術：

工業(yè)化、城鎮(zhèn)化進程不斷加快，電力需求持續(xù)增長，一個堅強、可靠的現代化大電網對于保障國家能源安全，在更大范圍內優(yōu)化能源配置，具有不可替代的作用。建設具有信息化、數字化、自動化、互動化特征的堅強智能電網是安全、可靠、高效輸電的保障，是電力科學發(fā)展的方向，對電網的監(jiān)測也尤其重要。作為電力輸送紐帶的輸電線路具有分散性大、距離長、難以巡視及維護等特點，因此對輸電線路本體及周邊環(huán)境以及氣象參數進行遠程監(jiān)測成為一項迫切工作。目前對輸電線路的監(jiān)測多為區(qū)域性的，而且監(jiān)測數據龐大，不同的系統間缺少必要的數據通信和及時的資源共享，需要一個更大的平臺實現數據、資源及時共享和監(jiān)測方案互動。

技術實現要素：

針對上述問題，本發(fā)明提供一種基于云計算的輸電線路監(jiān)控系統。

本發(fā)明的目的采用以下技術方案來實現：

提供了一種基于云計算的輸電線路監(jiān)控系統，包括輸電線路監(jiān)測數據采集端、云計算后臺服務器和用戶終端，所述輸電線路監(jiān)測數據采集端采集輸電線路監(jiān)測數據，并將采集到的輸電線路監(jiān)測數據發(fā)送到所述云計算后臺服務器，通過所述用戶終端能夠訪問所述云計算后臺服務器，實時查看輸電線路監(jiān)測數據。

本發(fā)明的有益效果為：利用云計算后臺服務器的資源共享、虛擬化、可擴展性等提高監(jiān)控系統的兼容性，輸電線路監(jiān)測數據通過云計算后臺服務器進行分析處理和存儲，不僅減少了監(jiān)控系統部分軟硬件的投入和維護，節(jié)約了成本，增加了系統的可靠性，而且還充分利用云計算后臺服務器的資源，實現輸電線路監(jiān)測數據的共享。

附圖說明

利用附圖對本發(fā)明作進一步說明，但附圖中的實施例不構成對本發(fā)明的任何限制，對于本領域的普通技術人員，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據以下附圖獲得其它的附圖。

圖1本發(fā)明的結構框圖；

圖2是本發(fā)明健康監(jiān)控中心的連接框圖。

附圖標記：

輸電線路監(jiān)測數據采集端1、云計算后臺服務器2、用戶終端3、監(jiān)控終端4、接收單元10、判斷單元20、數據處理單元30、數據存儲單元40。

具體實施方式

結合以下實施例對本發(fā)明作進一步描述。

參見圖1、圖2，本實施例提供的一種基于云計算的輸電線路監(jiān)控系統，包括輸電線路監(jiān)測數據采集端1、云計算后臺服務器2和用戶終端3，所述輸電線路監(jiān)測數據采集端1采集輸電線路監(jiān)測數據，并將采集到的輸電線路監(jiān)測數據發(fā)送到所述云計算后臺服務器2，通過所述用戶終端3能夠訪問所述云計算后臺服務器2，實時查看輸電線路監(jiān)測數據。

優(yōu)選地，所述云計算后臺服務器2包括接收單元10、判斷單元20、數據處理單元30、數據存儲單元40，所述接收單元10與所述判斷單元20連接，所述判斷單元20與所述數據處理單元30連接，所述數據處理單元30與所述數據存儲單元40連接。

進一步地，還包括監(jiān)控終端4，所述監(jiān)控終端4通過通訊網絡與云計算后臺服務器2連接。

本發(fā)明上述實施例利用云計算后臺服務器2的資源共享、虛擬化、可擴展性等提高監(jiān)控系統的兼容性，輸電線路監(jiān)測數據通過云計算后臺服務器2進行分析處理和存儲，不僅減少了監(jiān)控系統部分軟硬件的投入和維護，節(jié)約了成本，增加了系統的可靠性，而且還充分利用云計算后臺服務器2的資源，實現輸電線路監(jiān)測數據的共享。

優(yōu)選地，所述的輸電線路監(jiān)測數據采集端1通過無線傳感器網絡進行輸電線路監(jiān)測數據的采集和發(fā)送，所述無線傳感器網絡采用下述的網絡模型：無線傳感器網絡由多個傳感器節(jié)點和一個基站組成，所有傳感器節(jié)點均勻并隨機地分布在特定的監(jiān)測區(qū)域內部，基站設置于監(jiān)測區(qū)域的外部，無線傳感器網絡采用周期性數據收集方式，并可以在收集數據的過程中對數據進行融合處理；

所述的無線傳感器網絡采用設定的分簇算法進行分簇，具體為：

(1)進行網絡初始化，將無線傳感器網絡的監(jiān)測區(qū)域沿橫向劃分為m個大小相等的條形區(qū)域，其中每個條形區(qū)域之間長度相等，條形區(qū)域的寬度與監(jiān)測區(qū)域的邊長相等，再將每個條形區(qū)域沿縱向劃分為多個矩形子區(qū)域，矩形子區(qū)域的長度與條形區(qū)域的長度相等，每個條形區(qū)域劃分的矩形子區(qū)域的數目和每個矩形子區(qū)域的寬度按照下述方式確定：

式中，表示第i個條形子區(qū)域ψi劃分的矩形子區(qū)域的數目，d(ψi,ψ0)表示條形子區(qū)域ψi的左上方頂點到基站ψ0之間的距離，m1為設定的矩形子區(qū)域數目閾值，表示條形子區(qū)域ψi中第j個矩形子區(qū)域的寬度，其中j值越大表示對應的矩形子區(qū)域距離基站ψ0更遠，l為監(jiān)測區(qū)域邊長，int(·)為取整函數；

(2)基站向所有傳感器節(jié)點廣播初始化信息消息，該初始化信息消息包括監(jiān)測區(qū)域起始點坐標、基站位置坐標、監(jiān)測區(qū)域邊長、條形區(qū)域數目及其長寬、矩形子區(qū)域的數目和每個矩形子區(qū)域的長寬，各個傳感器節(jié)點收到初始化信息消息后，確定自身所屬矩形子區(qū)域，并保存與自身位置對應的初始化信息消息；

(3)開始分簇，基站向各個傳感器節(jié)點廣播分簇消息，傳感器節(jié)點接收到分簇消息后，根據自身位置到所屬矩形子區(qū)域的頂點的最大距離確定發(fā)射功率，向其他傳感器節(jié)點交互自身節(jié)點信息；

(4)每個矩形子區(qū)域中選擇一個剩余能量值最大的傳感器節(jié)點作為簇頭節(jié)點，每個傳感器節(jié)點選擇所屬矩形子區(qū)域的簇頭節(jié)點加入簇。

本優(yōu)選實施例設定的分簇算法，可以通過設置矩形子區(qū)域的大小，調整不同矩形子區(qū)域中可以參與簇頭節(jié)點輪換的傳感器節(jié)點數目，對于距離基站更遠的矩形子區(qū)域，其面積更大，包含更多的傳感器節(jié)點數目，從而擁有更多的傳感器節(jié)點共同分擔矩形子區(qū)域中簇頭節(jié)點的能耗負載，達到從長遠均衡傳感器節(jié)點能耗、延長網絡生命周期的目的，從而能夠保障輸電線路監(jiān)測數據采集端1進行可靠的輸電線路監(jiān)測數據的采集。

優(yōu)選地，采用設定的分簇算法完成分簇后，若矩形子區(qū)域中的簇頭節(jié)點滿足下列簇頭節(jié)點調整判定公式時，需要進行簇頭節(jié)點輪換，簇頭節(jié)點向所在矩形子區(qū)域中的傳感器節(jié)點發(fā)送簇頭節(jié)點競爭消息，每個傳感器節(jié)點接收到簇頭節(jié)點競爭消息后開始競爭簇頭節(jié)點，其中剩余能量值最大的簇頭節(jié)點當選為該矩形子區(qū)域的新簇頭節(jié)點：

式中，k為簇頭節(jié)點所在簇的傳感器節(jié)點數目，l為當前周期接收數據的長度，單位為bit，e0是無線收發(fā)電路接收單位長度數據的能耗，e2為簇頭節(jié)點融合單位長度數據的能耗，e3為當前周期簇頭節(jié)點向基站發(fā)送融合數據的能耗，m2為設定的周期數目閾值，es為簇頭節(jié)點的剩余能量值，q為設定的比值閾值。

本優(yōu)選實施例對簇頭節(jié)點的輪換方式進行制定，該簇頭節(jié)點的輪換方式能夠在當前簇頭節(jié)點不能連續(xù)在設定周期時間內進行數據收發(fā)時選擇所屬矩形子區(qū)域內的最優(yōu)傳感器節(jié)點承擔數據收發(fā)任務，從而確保輸電線路監(jiān)測數據的穩(wěn)當收集，提高基于無線傳感器網絡的輸電線路監(jiān)測數據采集端1在數據收集方面的穩(wěn)定性。

優(yōu)選地，在進行簇頭節(jié)點的選擇時，若同時存在多個剩余能量值最大的傳感器節(jié)點，采用下述機制從中選擇合適的傳感器節(jié)點作為簇頭節(jié)點：

其中

式中，j表示選擇作為簇頭節(jié)點的傳感器節(jié)點，sλ表示存在的多個剩余能量值最大的傳感器節(jié)點集合中第λ個傳感器節(jié)點，θ為同時存在的剩余能量值皆為最大的傳感器節(jié)點的數量，d(sλ,ψ0)表示sλ到基站的距離，表示sλ到所屬矩形子區(qū)域的左上方頂點(用表示)的距離，表示sλ所屬矩形子區(qū)域的寬度，m為監(jiān)測區(qū)域中具有的條形區(qū)域的數量，l為監(jiān)測區(qū)域的邊長。

本優(yōu)選實施例考慮了在進行簇頭節(jié)點選擇時矩形子區(qū)域中同時存在多個剩余能量值皆是最大的傳感器節(jié)點的極端情況，設置了相關的簇頭選擇機制，該機制將距離基站更近、與所屬矩形子區(qū)域的中心更近的傳感器節(jié)點選作簇頭節(jié)點，能夠使得選出的簇頭節(jié)點相對于其他剩余能量值皆是最大的傳感器節(jié)點，輸電線路監(jiān)測數據的傳輸能耗最小，從而能夠節(jié)省輸電線路監(jiān)測數據采集端1的無線傳感器網絡能量，延長輸電線路監(jiān)測數據采集端1的工作時間。

最后應當說明的是，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術方案，而非對本發(fā)明保護范圍的限制，盡管參照較佳實施例對本發(fā)明作了詳細地說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本發(fā)明的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術方案的實質和范圍。