一种避雷器状态监测装置通讯方法及系统

技术领域

本发明属于物联网组网技术领域，特别涉及一种避雷器状态监测装置通讯方法及系统。

背景技术

目前现有监测设备采用北斗短报文通信方式进行数据传输，此方式设备存在成本高和运行功耗大的缺点。

近年来随着物联网技术快速发展射频技术也得到了进一步的发展，无线通信功能越来越成熟，市场上涌现了蓝牙、WIFI、Zigbee和Lora等各种短距离无线通信功能模块。其中Lora具有超低功耗、传输距离远和成本低的特点，采用4G中继网关与传感器终端Lora组网的方式，很适合输电线路避雷器状态监测的应用场景。

发明内容

为克服上述现有技术的不足，本发明提出一种避雷器状态监测装置通讯方法及系统，其目的在于采用一种低功耗的无线传输器件和低功耗通信机制，将多个避雷器状态监测终端（P1、P2、...、Pi-1、Pi、Pi+1、...、Pn）节点数据上传至云服务器统一管理处理，客户端读取云服务器数据后将避雷器当前状态信息反馈给用户。

本发明提出的一种避雷器状态监测装置通讯方法及系统，其技术特征如下：

一种避雷器状态监测装置通讯方法及系统，各部件包括：n个避雷器状态监测终端、中继网关、云服务器和客户端；所述避雷器状态监测终端通过无线通信Lora与所述中继网关进行连接；所述中继网关通过4G通信按规定的通信协议与云服务器进行连接；所述云服务器通过互联网与客户端进行连接。

所述避雷器状态监测终端由传感器、存储器、控制器、定时器和Lora通信模块组成，各组成部份分别完成数据采集、数据存储、算法和逻辑控制、定时中断和无线通信功能

进一步的，所述避雷器状态监测终端安置于避雷器上用于定时采集避雷器状态数据；

进一步的，所述避雷器状态监测终端将采集到的避雷器状态数据初步封装处理后，按规定的通信协议通过无线Lora传输给中继网关；

进一步的，所述中继网关接收到终端传输的避雷器状态数据后通过4G通信（GPRS无线网络）按规定的通信协议传输给云服务器；

进一步的，所述云服务器接收到中继网关数据后对数据进行分析运算并存储。

进一步的，所述客户端通过互联网访问读取云服务器数据后将结果反馈给用户。

进一步的，一种避雷器状态监测装置通讯方法及系统，包括以下步骤：

a) 将避雷器状态监测终端（P1、P2、...、Pi-1、Pi、Pi+1、...、Pn）Pi安置于避雷器上，传感器采集到数据记为Ai，控制器读取定时器时间定时读采集感器数据即Ai，控制器读取存储器数据记为Bi，控制器控制Lora是否上传数据；

b）将避雷器状态更新阈值记为k。当t时刻，若

c）中继网关保持持续接收模式，当避雷器状态监测终端（P1、P2、...、Pi-1、Pi、Pi+1、...、Pn）Pi需要上传避雷器状态数据时，避雷器状态监测终端Pi控制器控制Lora进入发送模式并在t1时刻按照规定的通信协议发送一条避雷器状态数据帧给中继网关，t2时刻避雷器状态监测终端Pi发送完数据后控制器立即控制Lora短暂时间内保持接收模式，t3时刻中继网关成功接收到避雷器状态监测终端Pi的数据则立即按照规定的通信协议回传一条数据应答帧给避雷器状态监测终端Pi，t5时刻避雷器状态监测终端Pi成功接收到中继网关回传的数据应答帧后控制器立即控制Lora保持睡眠模式且认为本次通信成功（若通信失败等待重新通信）；

d）将避雷器状态监测终端（P1、P2、...、Pi-1、Pi、Pi+1、...、Pn）Pi通信周期记为TPi，若避雷器状态监测终端Pi某次通信失败或者需要再次上传数据，仅当距Pi上次发送开始时间间隔大于或等于TPi则再次发送数据，若距Pi上次发送开始时间间隔小于TPi则等待间隔大于或等于TPi再次发送数据；

e）中继网关解析避雷器状态监测终端（P1、P2、...、Pi-1、Pi、Pi+1、...、Pn）数据，按照规定的通信协议通过4G通信发送给云服务器统一管理；

f）通过互联网客户端读取云服务器数据，将信息反馈给用户。

本发明提出的一种避雷器状态监测装置通讯方法及系统，其优点在于：

1）提出的用于避雷器状态监测装置通讯方法及系统，采用避雷器状态监测终端（P1、P2、...、Pi-1、Pi、Pi+1、...、Pn）采集的数据变化超过某个阈值时才上传数据的方式并且当向中继网关发送完数据后保持短暂时间接收模式后进入睡眠模式，因此极大的降低Lora总线通信压力和终端功耗；

2）提出的避雷器状态监测装置通讯方法及系统，多个避雷器状态监测终端（P1、P2、...、Pi-1、Pi、Pi+1、...、Pn）相互独立并根据终端优先级设置互不相同的通信周期，即使发生信道碰撞发送失败终端会等待不同时间周期重发避免下次再次发生信道碰撞。

附图说明

图1是避雷器状态监测装置通讯方法的系统组成图。

图2是避雷器状态监测终端组成图。

图3避雷器状态监测终端数据上传逻辑图。

图4避雷器状态监测终端数据上传时序图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明提出的一种避雷器状态监测装置通讯方法及系统进一步描述。

如图1所示，本发明提出一种避雷器状态监测装置通讯方法及系统各部件包括：避雷器状态监测终端、中继网关、云服务器和客户端。所述避雷器状态监测终端安置于避雷器上定时采集避雷器状态数据；所述避雷器采集终端通过无线通信LoRa按规定的通信协议与中继网关进行连接；所述中继网关单元通过4G通信按规定的通信协议与云服务器进行连接；所述云服务器通过互联网与客户端进行连接。

其中，避雷器状态监测终端主要作用是采集避雷器状态数据并将数据发送给中继网关。中继网关主要作用是将避雷器状态监测终端数据远程发送给云服务器。云服务器主要作用是统一存放管理接收到中继网关的数据。客户端的主要作用是读取云平台数据反馈给用户。

图2是避雷器状态监测终端组成图。将避雷器状态监测终端（P1、P2、...、Pi-1、Pi、Pi+1、...、Pn）Pi安置于避雷器上，传感器实时采集数据记为Ai，控制器读取定时器数据定时采集传感器数据，控制器读取存储器数据记为Bi，控制器控制Lora是否上传数据。

图3是避雷器状态监测终端数据上传逻辑图。将避雷器状态更新阈值记为k。当t时刻，若

图4是避雷器状态监测终端数据上传时序图。中继网关保持持续接收模式，当避雷器状态监测终端（P1、P2、...、Pi-1、Pi、Pi+1、...、Pn）Pi需要上传数据，避雷器状态监测终端Pi控制器控制LoRa进入发送模式并在t1时刻按照规定的通信协议发送一条数据给中继网关，t2时刻避雷器状态监测终端Pi发送完数据后控制器立即控制LoRa短暂时间内保持接收模式，t3时刻中继网关成功接收到避雷器状态监测终端Pi的数据则立即按照规定的通信协议回传一条数据给避雷器状态监测终端Pi，t5时刻避雷器状态监测终端Pi成功接收到中继网关回传的数据后控制器立即控制LoRa保持睡眠模式且认为本次通信成功（若通信失败等待重新通信）。将避雷器状态监测终端（P1、P2、...、Pi-1、Pi、Pi+1、...、Pn）Pi通信周期记为TPi，若避雷器状态监测终端Pi某次通信失败或需要再次上传数据，且若距上次发送开始时间间隔大于或等于TPi则再次发送数据否则等待间隔大于或等于TPi的时间再次发送数据。

中继网关解析避雷器状态监测终端（P1、P2、...、Pi-1、Pi、Pi+1、...、Pn）数据，按照规定的通信协议通过4G通信发送给云服务器统一管理。

通过互联网客户端读取云服务器数据，将信息反馈给用户。

上述实施例不能穷尽本发明的实现方式，对于本领域的技术人员，根据本发明的描述，结合本领域的常规技术可以有多种实现方式，其皆属于本发明的保护范围。