本发明涉及一种开关柜无线测温装置能量管理方法。
背景技术：
现有开关柜无线测温系统都采用三相开关柜无线测温装置分别与通信终端通信，每个开关柜无线测温装置信号发送功率固定，由于开关柜无线测温装置与通信终端距离长，无线测温装置通信功耗高，为了保证无线测温装置能量可靠供给，只能采用高效取电ct提高取电能力和增大采样周期减少功耗，这样造成装置成本高和无线测温的实时性差。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种开关柜无线测温装置能量管理方法，以解决现有技术中开关柜无线测温装置与通信终端距离长，无线测温装置通信功耗高，以及由此导致的装置成本高和无线测温的实时性差的技术问题。
所述的一种开关柜无线测温装置能量管理方法，开关柜中三相的带电接头触点上分别设有对应的单向无线测温装置，各个单向无线测温装置均能与其他单向无线测温装置和通信终端无线通信，所述开关柜无线测温装置能量管理方法还包括下列步骤：
步骤一、开始工作时，各单向无线测温装置及所述通信终端相互交换信标帧，所述信标帧包含无线测温装置自身的供电电压信号和发射功率；
步骤二、各单向无线测温装置作为无线数据接收方对无线数据发送方的发射功率进行优化计算并反馈；
步骤三、各单向无线测温装置根据信标帧以相同规则选择发出信标帧中供电电压最高的一个单向无线测温装置作为簇头无线测温装置，其他单向无线测温装置作为非簇头无线测温装置，非簇头无线测温装置周期性将每个采样点的采样信息发送到簇头无线测温装置，采样信息包括触头温度和供电电压；
步骤四、根据实时供电电压的变化将供电电压最高的单向无线测温装置更新为新的簇头无线测温装置；
步骤五、簇头无线测温装置收集到其他非簇头无线测温装置的数据后连同自身采集的数据定期发送到通信终端。
优选的，所述步骤二中，作为无线数据接收方的单向无线测温装置通过视频射频收发芯片测定接收信号强度pr、并根据接收灵敏度设定射频收发芯片的可靠接收信号的接收功率
将优化后的发射功率ptadapt反馈给作为无线数据发送方的单向无线测温装置使其采用优化后的发射功率进行无线数据发送。
优选的，所述步骤四中，簇头无线测温装置接收其他非簇头无线测温装置的采样信息后根据其中包含的供电电压信息，比较自身供电电压与非蔟头无线测温装置的供电电压的大小，当出现供电电压高于簇头无线测温装置的非簇头无线测温装置时，根据步骤三中的规则选择供电电压最高的一个非蔟头无线测温装置作为新的簇头，更新簇头信息并对其他单向无线测温装置广播，实现簇头无线测温装置改变。
优选的，所述步骤三中选择簇头无线测温装置的规则包括，选取最高的供电电压对应的无线测温装置作为蔟头无线测温装置，当最高的供电电压有两个或者三个时，则按照a相b相到c相的顺序选出蔟头无线测温装置，剩下的为非蔟头无线测温装置。
优选的，每只无线测温装置均设有供电电压检测电路，实时监测无线测温装置的供电电压；无线通信模块的射频收发芯片具有接收信号强度指示功能，用于测定接收信号强度。
优选的，所述步骤三中，所述单向无线测温装置利用三相采集信息和故障判断算法来判断是否发生故障，所述故障判断算法为当温度值大于阈值或温度上升率大于阈值时判断存在故障；所述步骤五中，当有故障发生时，簇头无线测温装置立即向通信终端发送采集的数据和相应的故障信息。
本发明的技术效果：1、本发明根据通信功耗与通信距离的2～4次方成正比的特点，邻近三相无线测温装置先根据供电电压自适应选举出蔟头，非蔟头无线测温装置将采样信息发送到蔟头，由蔟头将三相采样信息发送到距离较远的通信终端，相当于三相无线测温装置轮流担当蔟头同通信终端通信，可以大大降低无线测温装置的通信功耗。
2、本方案利用接收信号强度(rssi)来自适应调节数据发送方的信号发送功率可以很好地降低无线测温装置通信功耗，在无线测温装置能量不变的前提下，通信功耗的降低可以提高无线测温的采样率和减少上报周期，可以大大提高发现故障的及时性，大大提高配电系统安全，同时也可以降低对取电ct的性能要求，从而可以降低无线测温终端的成本。
附图说明
图1为本发明中一种开关柜无线测温装置能量管理方法的流程示意图。
图2为一种开关柜无线测温装置能量管理方法中无线测温装置各部分能量消耗比例图。
具体实施方式
下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明具体实施方式作进一步详细的说明，以帮助本领域的技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。
本发明应用的测温系统中，在开关柜的a、b、c三相的带电接头触点上，分别安装a相无线测温装置、b相无线测温装置和c相无线测温装置，在靠近开关柜附近安装通信终端，通信终端、a相无线测温装置、b相无线测温装置和c相无线测温装置内均设置433mhz或2.4ghz无线通信模块，每只无线测温装置与另外两只无线测温装置及通信终端之间通过无线通信模块通信；每只无线测温装置有供电电压检测电路，实时监测无线测温装置能量；无线通信模块的射频收发芯片具有接收信号强度指示(rssi)功能。
如图1-2所示，本发明提供了一种开关柜无线测温装置能量管理方法，该方法包括下列步骤。
步骤一、a相无线测温装置、b相无线测温装置和c相无线测温装置安装到线路上开始工作时，首先a相无线测温装置、b相无线测温装置、c相无线测温装置和通信终端相互交换一个信标帧(beacon)，信标帧包含了无线测温装置的供电电压信号和发射功率pt(单位为dbm)。
步骤二、设定a相无线测温装置或b相无线测温装置或c相无线测温装置或通信终端中进行无线数据收发的双方为无线数据接收方和无线数据发送方，根据无线数据接收方的射频收发芯片的接收信号强度指示(rssi)pr(即为接收功率，单位为dbm)、无线数据接收方的射频收发芯片的可靠接收信号的接收功率
以a相无线测温装置作为无线数据发送方，b相无线测温装置作为无线数据接收方为例：
b相无线测温装置的通信模块的射频收发芯片可以得到接收信号强度指示(rssi)，即b相无线测温装置接收到a相无线测温装置发送的信标帧的接收功率pr.a2b。b相无线测温装置由接收到a相无线测温装置的信标帧可以得到a相无线测温装置发送信标帧到b相无线测温装置的发送功率pt,a2b。
根据b相无线测温装置接收到a相无线测温装置发送的信标帧的接收功率pr.a2b、a相无线测温装置发送信标帧到b相无线测温装置的发送功率pt,a2b和b相无线测温装置能可靠接收信号的接收功率
步骤三、a相无线测温装置、b相无线测温装置、c相无线测温装置中任意一个无线测温装置均接收另外两个无线测温装置中的信标帧中的供电电压，选取最高的供电电压对应的无线测温装置作为蔟头无线测温装置，当最高的供电电压有两个或者三个时，则按照abc相顺序选出蔟头无线测温装置，剩下的为非蔟头无线测温装置，
非蔟头无线测温装置周期性将每个采样点的采样信息(即数据帧)发送到蔟头无线测温装置，数据帧包括触头温度和供电电压，数据帧的周期为预定值。蔟头无线测温装置利用三相采集信息和故障判断算法来判断是否发生故障，故障判断算法为当温度值大于阈值或温度上升率大于阈值判断存在故障。
步骤四、蔟头无线测温装置比较与非蔟头无线测温装置的供电电压的大小，如果有供电电压高于蔟头无线测温装置的供电电压的非蔟头无线测温装置，蔟头无线测温装置修改蔟头信息并将新的蔟头信息广播给其他两个非蔟头无线测温装置，选举指示器供电电压最高的一个无线测温装置为新的蔟头无线测温装置，剩下的两个无线测温装置为新的非蔟头无线测温装置，
当两个非蔟头无线测温装置供电电压均高于蔟头无线测温装置的供电电压，且两个非蔟头无线测温装置的指示器供电电压相同时，按照abc相顺序在两个非蔟头无线测温装置中选新的蔟头无线测温装置。
步骤五、无故障发生时，蔟头无线测温装置定期给通信终端发生采集数据；有故障发生时，蔟头无线测温装置立即给通信终端发生采集数据及故障信息。
由于a、b、c三相无线测温装置间距离远远小于到通信终端的距离，三相无线测温装置间的通信功耗远远低于与通信终端的通信功耗。因此，a、b、c三相无线测温装置间的通信周期可以较短，可以更准确、更及时的判断故障。
上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的发明构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明保护范围之内。
1.一种开关柜无线测温装置能量管理方法，开关柜中三相的带电接头触点上分别设有对应的单向无线测温装置，其特征在于：各个单向无线测温装置均能与其他单向无线测温装置和通信终端无线通信，所述开关柜无线测温装置能量管理方法还包括下列步骤：
步骤一、开始工作时，各单向无线测温装置及所述通信终端相互交换信标帧，所述信标帧包含无线测温装置自身的供电电压信号和发射功率；
步骤二、各单向无线测温装置作为无线数据接收方对无线数据发送方的发射功率进行优化计算并反馈；
步骤三、各单向无线测温装置根据信标帧以相同规则选择发出信标帧中供电电压最高的一个单向无线测温装置作为簇头无线测温装置，其他单向无线测温装置作为非簇头无线测温装置，非簇头无线测温装置周期性将每个采样点的采样信息发送到簇头无线测温装置，采样信息包括触头温度和供电电压；
步骤四、根据实时供电电压的变化将供电电压最高的单向无线测温装置更新为新的簇头无线测温装置；
步骤五、簇头无线测温装置收集到其他非簇头无线测温装置的数据后连同自身采集的数据定期发送到通信终端。
2.根据权利要求1所述的一种开关柜无线测温装置能量管理方法，其特征在于：所述步骤二中，作为无线数据接收方的单向无线测温装置通过视频射频收发芯片测定接收信号强度pr、并根据接收灵敏度设定射频收发芯片的可靠接收信号的接收功率
将优化后的发射功率
3.根据权利要求1所述的一种开关柜无线测温装置能量管理方法，其特征在于：所述步骤四中，簇头无线测温装置接收其他非簇头无线测温装置的采样信息后根据其中包含的供电电压信息，比较自身供电电压与非蔟头无线测温装置的供电电压的大小，当出现供电电压高于簇头无线测温装置的非簇头无线测温装置时，根据步骤三中的规则选择供电电压最高的一个非蔟头无线测温装置作为新的簇头，更新簇头信息并对其他单向无线测温装置广播，实现簇头无线测温装置改变。
4.根据权利要求3所述的一种开关柜无线测温装置能量管理方法，其特征在于：所述步骤三中选择簇头无线测温装置的规则包括，选取最高的供电电压对应的无线测温装置作为蔟头无线测温装置，当最高的供电电压有两个或者三个时，则按照a相b相到c相的顺序选出蔟头无线测温装置，剩下的为非蔟头无线测温装置。
5.根据权利要求1所述的一种开关柜无线测温装置能量管理方法，其特征在于：每只无线测温装置均设有供电电压检测电路，实时监测无线测温装置的供电电压；无线通信模块的射频收发芯片具有接收信号强度指示功能，用于测定接收信号强度。
6.根据权利要求1所述的一种开关柜无线测温装置能量管理方法，其特征在于：所述步骤三中，所述单向无线测温装置利用三相采集信息和故障判断算法来判断是否发生故障，所述故障判断算法为当温度值大于阈值或温度上升率大于阈值时判断存在故障；所述步骤五中，当有故障发生时，簇头无线测温装置立即向通信终端发送采集的数据和相应的故障信息。
技术总结