[发明专利]一种基于大数据和WSN技术的电力变压器环境监测系统

摘要

本发明提供了一种基于大数据和WSN技术的电力变压器环境监测系统，包括多个电力变压器监测子系统和大数据处理中心，每个电力变压器监测子系统皆连接至大数据处理中心，每个电力变压器监测子系统用于采集一个电力变压器监测区域内的多个电力变压器监测节点的电力变压器环境传感数据；大数据处理中心用于对采集的电力变压器环境传感数据进行处理分析，实现对电力变压器环境的实时监测。本发明基于大数据处理技术，将众多传感器节点采集的数据进行汇总并统一分析处理，可进行数据分析利用，提高对电力变压器的监测能力。 1

主权项

1.一种基于大数据和WSN技术的电力变压器环境监测系统，其特征是，包括多个电力变压器监测子系统和大数据处理中心，每个电力变压器监测子系统皆连接至大数据处理中心，每个电力变压器监测子系统用于采集一个电力变压器监测区域内的多个电力变压器监测节点的电力变压器环境传感数据；大数据处理中心用于对采集的电力变压器环境传感数据进行处理分析，实现对电力变压器环境的实时监测；每个电力变压器监测子系统包括设置于各个电力变压器监测节点的传感器节点，还包括基站，传感器节点用于采集所在电力变压器监测节点的电力变压器环境传感数据，基站负责传感器节点和大数据处理中心之间的双向信息交互。

2.根据权利要求1所述的一种基于大数据和WSN技术的电力变压器环境监测系统，其特征是，所述的传感器节点包括无线芯片和环境传感器，无线芯片与环境传感器信号连接，所述环境传感器内设置有温湿度集成传感器和烟雾传感器；所述的无线芯片还分别信号连接有时钟电路，复位电路、声光报警电路、除湿器驱动电路以及加热器电路。

3.根据权利要求1所述的一种基于大数据和WSN技术的电力变压器环境监测系统，其特征是，大数据处理中心包括依次连接的数据接收单元、数据显示单元、数据分析单元，其中数据接收单元用于对接收多个电力变压器监测子系统发送的电力变压器环境传感数据；所述数据显示单元用于对数据接收单元接收的电力变压器环境传感数据进行显示；所述的数据分析单元用于对接收的电力变压器环境传感数据进行分析处理。

4.根据权利要求3所述的一种基于大数据和WSN技术的电力变压器环境监测系统，其特征是，大数据处理中心还包括相连接的数据压缩单元和数据存储单元，数据压缩单元与数据接收单元连接，用于对数据接收单元接收的多个电力变压器监测子系统发送的电力变压器环境传感数据进行压缩处理，并将压缩处理后的电力变压器环境传感数据发送至数据存储单元中存储。

5.根据权利要求1‑4任一项所述的一种基于大数据和WSN技术的电力变压器环境监测系统，其特征是，各传感器节点部署于电力变压器监测区域内，通过分簇路由协议划分成多个簇，从而构建分簇的无线传感器网络，其中每个簇包括一个主要簇首和一个次要簇首，主要簇首用于聚合簇内传感器节点采集的电力变压器环境传感数据，次要簇首用于接收主要簇首发送的聚合的电力变压器环境传感数据，并将接收的聚合的电力变压器环境传感数据通过多跳路由的方式发送至基站。

6.根据权利要求5所述的一种基于大数据和WSN技术的电力变压器环境监测系统，其特征是，所述的分簇路由协议包括：

(1)各传感器节点接收基站广播的“hello”信息，确定自身到基站的距离，并记录收到该“hello”信息的实际信号强度，所述“hello”信息包括由基站设定的各传感器节点接收“hello”信息的理论信号强度；传感器节点随机生成概率G_i，若概率G_i小于设定的概率阈值G，则该传感器节点成为工作节点并立刻加入工作节点集；若概率G_i不大于设定的概率阈值G，则该传感器节点成为睡眠节点；

(2)工作节点确定自身的当前感知半径，并向工作节点集中的其余工作节点广播节点信息，其中节点信息包括自身ID号、当前感知半径；

(3)当工作节点接收到其余工作节点的节点信息后，若工作节点α位于工作节点β的感知范围内，则工作节点α加入到工作节点β的邻居节点集中；

(4)工作节点的邻居节点集中，优选值最大的工作节点当选为主要簇首并向其余传感器节点广播当选信息，未当选主要簇首的工作节点成为成员节点并加入到最近的主要簇首；

(5)睡眠节点接收到所述的广播当选信息后被激活，并加入到最近的主要簇首，分簇完成后，主要簇首在其簇中选择一个传感器节点作为次要簇首。