基于无线多跳网络的非侵入式用电实时监测系统

摘要

一种基于无线多跳网络的非侵入式用电实时监测系统，包括分布式无线监测节点、集中器节点和监测服务器，各个分布式无线监测节点安装在多功能电能表旁边，所述多功能电能表包括用以计量电能量的测量单元和用以显示、存储和输出数据的数据处理单元，所述数据处理单元与电能输出通信接口连接，所述电能表的电能输出通信接口通过数据线与分布式无线监测节点的有线通信接口连接，所述分布式无线监测节点通过无线多跳网络与所述集中器节点连接，所述集中器节点通过数据线与监测服务器连接，所述监测服务器包括用以存储和记录用户的用电信息的用电实时监测模块。本发明实时性好、改造成本较低、实用性良好。

主权项

一种基于无线多跳网络的非侵入式用电实时监测系统，其特征在于：所述非侵入式用电实时监测系统包括分布式无线监测节点、集中器节点和监测服务器，各个分布式无线监测节点安装在多功能电能表旁边，所述多功能电能表包括用以计量电能量的测量单元和用以显示、存储和输出数据的数据处理单元，所述数据处理单元与电能输出通信接口连接，所述电能表的电能输出通信接口通过数据线与分布式无线监测节点的有线通信接口连接，所述分布式无线监测节点通过无线多跳网络与所述集中器节点连接，按照特定的数据传输的帧格式、数据编码及传输规则，采用低压电力线载波、微功率无线通信、以太网传输通道的本地通信组网方式进行数据交换，所述集中器节点通过数据线与监测服务器连接，所述监测服务器包括用以存储和记录用户的用电信息的用电实时监测模块；所述无线多跳网络的组网方式采用层次结构或者平面结构；对无线节点进行空间布局；按照以下原则部署无线监测节点：一是要保证系统的覆盖范围，即保证系统能获取满足监测目标所需的全部数据，且有一定的冗余度；二是要考虑经济性，即减少功能相关节点的布置，以免造成浪费；三是节点的布局不会干扰或阻碍用电设备的正常工作；针对用电数据存在时空相关性的特征，根据时间相关性和空间相关性设置网络的拓扑结构，从而得到更为完整的监测数据；所述无线多跳网络中，采用基于地理位置的数据转发，相邻无线监测节点之间定时交换信息，保存邻接表；当检测到网络某处发生拥塞时，发送节点选择多个路由，同时发送数据包副本，在发送数据包副本时根据该路由生成相应的优先级标志，随副本发送给下一跳；数据通路上的节点接受到副本后，根据优先级对数据包进行排序，依次转发；所述无线多跳网络中，无线网路数据融合协议采用基于分簇结构进行数据融合，通过相邻节点间的协商进行融合节点的动态选取；融合节点按照融合规则，对存在相关性的数据进行融合，再集中发送到集中器节点，由集中器节点进行数据的综合；同时，由融合节点进行一定的数据缓存，定期将数据发送给集中器节点。