基于LoRa無線技術(shù)與MQTT通信協(xié)議的高壓輸電線路在線監(jiān)測終端的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、高壓輸電線路作為智能電網(wǎng)的重要一環(huán)，它的運(yùn)行狀態(tài)關(guān)系著整個電網(wǎng)的安全穩(wěn)定性，因此實(shí)現(xiàn)高壓輸電線路在線監(jiān)測具有重要意義。隨著智能電網(wǎng)與動態(tài)增容技術(shù)的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)輸電線路在線監(jiān)測的大規(guī)模應(yīng)用，符合智能電網(wǎng)對于輸電線路的自動化、互動化、信息化的建設(shè)目標(biāo)。目前輸電線路在線監(jiān)測產(chǎn)品的設(shè)計(jì)理念受當(dāng)時技術(shù)與成本限制具有局限性，只實(shí)現(xiàn)了災(zāi)害多發(fā)區(qū)域的單點(diǎn)監(jiān)測且無法組網(wǎng)形成監(jiān)測系統(tǒng)，而且實(shí)際使用中，現(xiàn)有產(chǎn)品暴露出故障率高、難維護(hù)、通信成本高等問題。

2、　　本文基于對上述問題的研究，設(shè)計(jì)了一套輸電線路在線監(jiān)測終端。該終端采用感應(yīng)取電技術(shù)，具有維護(hù)簡單、穩(wěn)定性高、成本低等特點(diǎn);線路部署上終端通過LoRa無線技術(shù)組成局域網(wǎng)，局域網(wǎng)匯聚數(shù)據(jù)后通過GPRS網(wǎng)絡(luò)集中上傳，有效降低了網(wǎng)絡(luò)通信成本;廣域網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸方面，終端與服務(wù)器的交互采用MQTT協(xié)議，并利用第三方提供的高性能MQTT服務(wù)，有效提高了監(jiān)測系統(tǒng)的數(shù)據(jù)高并發(fā)能力。試驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定運(yùn)行表明，該方案在輸電線路大規(guī)模監(jiān)測應(yīng)用中是可行的。本文工作

3、內(nèi)容如下:
　　1.根據(jù)“高壓輸電線路在線監(jiān)測終端”項(xiàng)目的應(yīng)用需求，詳細(xì)分析了LoRa無線技術(shù)與MQTT協(xié)議的優(yōu)缺點(diǎn)，論述了應(yīng)用的可行性，并確定了終端的整體設(shè)計(jì)方案。
　　2.硬件設(shè)計(jì)方面，首先基于終端感應(yīng)取電的設(shè)計(jì)方案，完成了感應(yīng)取電電路與電壓調(diào)理電路的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。繼而根據(jù)溫度與弧垂的測量方案，完成了紅外測溫模塊、傾角傳感模塊及處理器模塊等硬件電路的開發(fā)。最后，對應(yīng)于系統(tǒng)通信框架中的終端方案，完成了LoRa無線模塊、GPR

4、S通信模塊的開發(fā)。
　　3.軟件設(shè)計(jì)方面，按照底層驅(qū)動、中間層服務(wù)、上層應(yīng)用的順序進(jìn)行開發(fā)，遵循自頂向下的模塊化設(shè)計(jì)思想。終端局域網(wǎng)方面，實(shí)現(xiàn)了基于IEEE802.15.4的LoRa無線星型組網(wǎng);廣域網(wǎng)通信方面，進(jìn)行了基于Eclipse Paho的MQTT客戶端協(xié)議的移植以及應(yīng)用層策略的編寫;設(shè)備軟件維護(hù)方面，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了基于MQTT的程序升級及回滾功能;底層驅(qū)動方面，完成了相關(guān)傳感器與通信模塊驅(qū)動程序的開發(fā)。
　　4.為了