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能源行业中网络监测与数据融合平台的设计与实现

赵骞  
【摘要】:中国的能源资源蕴藏量位居于世界前列,同时也是世界第二大能源生产消费国,能源行业作为关系到国计民生的的支柱性行业,各种生产、探测、监测技术取得了蓬勃的发展。近年来,随着计算机、电子、通信等技术的蓬勃发展,各种各样的先进的能源传输网络监测技术如雨后春笋般,不断的涌现并快速地发展成熟起来。以电力传输网络监测为例,为了保证电力传输质量与设备安全,电力传输过程中的电气参数、环境参数都需要得到及时有效的监测,但在一些经济比较落后的区域使用的电网监测方法滞后,甚至有些地方根本就没有监测电力传输过程。由于电力传输安全不仅影响到设备运行效率及设备财产安全,更关乎到国家与人民的用电安全,所以滞后的电力网络监测不适应于现代电力传输管理与电力自动化的需要。为促进节能减排,提高生产者对用电管理的效率及使用安全,便开展组织开发了电力传输网络监测系统课题。本文基于当前无线传感网络的前沿技术,并结合了数据融合技术,设计完成了整个监测平台,该平台能够实时、定时监测输电线路节点的环境参数和导线参数,支持低速的无线传输,具有较低的能耗,同时具有较高的接收灵敏度,支持多种工作模式,使用同时能够设定阈值,实现自动发现报警功能。该系统的设计极大提高了输电安全性和可控性。无线节点上使用了数据融合技术,保证了收发能耗和数据完整性,实现了多参数、实时、高可靠的输电网络监测。系统开发时,着重于平台软件开发,使用Visual Studio 2013,基于微软的.NET平台进行开发,后台数据库采用SQL Server 2008,无线传感节点使用成熟的CC2430模块,并采用了数据融合技术。总体而言整个系统的实时性较高,能较好的满足输电网络监测需要。本文主要完成的工作:1、广泛调研了现有的主流无线传感网络和输电监测网络的采集、传输模块,分析了相关的设计原理、通信技术,并结合实验室现场条件,提出了电力传输网络监测平台。2、对输电监测的需求和无线传感网络的传输需求进行了分析,在需求分析的基础上,设计了无线传感节点硬件方案,设计了平台系统软件,并对节点采集和传输的嵌入式设计进行了较为深入的介绍。3、与其他开发者共同完成整个平台的开发,并对系统的各组成部分进行了测试及对系统整体运行进行了测试。经过实际应用测试,该系统运行稳定,功能上已基本到达要求,能够满足输电网络监测需求。


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