基于LoRa無線技術與MQTT通信協(xié)議的高壓輸電線路在線監(jiān)測終端的設計與實現(xiàn).pdf

1、高壓輸電線路作為智能電網(wǎng)的重要一環(huán)，它的運行狀態(tài)關系著整個電網(wǎng)的安全穩(wěn)定性，因此實現(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)增容技術的發(fā)展，實現(xiàn)輸電線路在線監(jiān)測的大規(guī)模應用，符合智能電網(wǎng)對于輸電線路的自動化、互動化、信息化的建設目標。目前輸電線路在線監(jiān)測產品的設計理念受當時技術與成本限制具有局限性，只實現(xiàn)了災害多發(fā)區(qū)域的單點監(jiān)測且無法組網(wǎng)形成監(jiān)測系統(tǒng)，而且實際使用中，現(xiàn)有產品暴露出故障率高、難維護、通信成本高等問題。

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

3、內容如下:
　　1.根據(jù)“高壓輸電線路在線監(jiān)測終端”項目的應用需求，詳細分析了LoRa無線技術與MQTT協(xié)議的優(yōu)缺點，論述了應用的可行性，并確定了終端的整體設計方案。
　　2.硬件設計方面，首先基于終端感應取電的設計方案，完成了感應取電電路與電壓調理電路的設計與實現(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.軟件設計方面，按照底層驅動、中間層服務、上層應用的順序進行開發(fā)，遵循自頂向下的模塊化設計思想。終端局域網(wǎng)方面，實現(xiàn)了基于IEEE802.15.4的LoRa無線星型組網(wǎng);廣域網(wǎng)通信方面，進行了基于Eclipse Paho的MQTT客戶端協(xié)議的移植以及應用層策略的編寫;設備軟件維護方面，設計并實現(xiàn)了基于MQTT的程序升級及回滾功能;底層驅動方面，完成了相關傳感器與通信模塊驅動程序的開發(fā)。
　　4.為了