CN115175376A

CN115175376A - 一种基于农村配网线路杆塔的无线自组网方法

Info

Publication number: CN115175376A
Application number: CN202210650051.3A
Authority: CN
Inventors: 黄家德; 赵磊; 陆川; 覃元雷; 卢桂芬; 韦家杨; 邱颖杰
Original assignee: Guangxi Power Line Equipment And Fitting Factory Co ltd
Current assignee: Guangxi Power Line Equipment And Fitting Factory Co ltd
Priority date: 2022-06-09
Filing date: 2022-06-09
Publication date: 2022-10-11

Abstract

本发明公开了一种基于农村配网线路杆塔的无线自组网方法，其中方法包括将线路杆塔分成N组，N>1，每组线路杆塔包含n个杆塔，n>1；在每组线路杆塔中配置光纤网络，在每个杆塔上安装物联分站设备；将光纤网络就近连入物联分站设备，物联分站设备之间通过天线连接形成杆塔自动组网链路。本发明通过在线路杆塔的杆塔上安装物联分站设备，通过物联分站设备之间的相互连接，实现线路杆塔的无线网络链路，形成自动组网。

Description

一种基于农村配网线路杆塔的无线自组网方法

技术领域

本发明涉及无线组网技术领域，具体涉及一种基于农村配网线路杆塔的无线自组网方法。

背景技术

目前在电力线路普遍使用的通信技术一般是使用光纤通信技术等有线网络通信技术。虽然这种技术实现方案相对简单，但是通信网络构建成本较大，使用光纤接口多、光纤线路长，杆塔上光纤接口打开难等问题，终端接入点位置受限，且位置分散。并且在较落后的农村地区进行电力巡检作业时，通信基站未能实现网络的全面覆盖，在巡检作业时难以与外界进行可视化交流；若在偏远山区部署光缆解决通讯问题，则面临着工程量大，资金投入成本高，部署不易。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于农村配网线路杆塔的无线自组网方法，可以解决现有技术中农村山区的线路杆塔通信网络受限的问题。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明提供一种基于农村配网线路杆塔的无线自组网方法，包括以下步骤：

将线路杆塔分成N组，N>1，每组线路杆塔包含n个杆塔，n>1；

在每组线路杆塔中配置光纤网络，在每个杆塔上安装物联分站设备；

将光纤网络就近连入物联分站设备，物联分站设备之间通过天线连接形成杆塔自动组网链路。

进一步的，所述将线路杆塔分成N组，N>1，每组线路杆塔包含n个杆塔，n>1，包括：

当线路杆塔的输电电压35KV级别以下时，每组线路杆塔的杆塔个数n≤20，并将杆塔间的距离设置为100米-200米。

进一步的，所述将线路杆塔分成N组，N>1，每组线路杆塔包含n个杆塔，n>1，还包括：

当线路杆塔的输电电压35KV级别以上时，每组线路杆塔的杆塔个数n≤10，并将杆塔间的距离设置为300米-400米。

进一步的，所述将光纤网络连入物联分站设备，物联分站设备之间通过天线连接形成杆塔自动组网链路包括：

当有线网络光纤意外中断时，物联分站设备之间通过天线无线链路快速自行连接，形成新的杆塔自动组网链路。

进一步的，所述物联分站设备包括定向天线连接和全向天线；所述物联分站设备通过自身的定向天线连接实现杆塔之间的无线自动组网链路；所述物联分站设备利用自身的全向天线实现杆塔区域的无线网络覆盖。

进一步的，所述杆塔区域的无线网络覆盖用于用于巡检设备或终端接入。

进一步的，所述物联分站设备包括多模块、多信道和多射频功能；所述物联分站设备之间采用多频、多信道及多射频模块方式组网。

本发明的有益效果：

1.本发明通过在线路杆塔的杆塔上安装物联分站设备，通过物联分站设备之间的相互连接，实现线路杆塔的无线网络链路，形成自动组网。

2.本发明通过物联分站设备上配置的全向天线，利用全向天线发出无线网络信号，实现杆塔区域的无线网络覆盖。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见的，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为发明的基于农村配网线路杆塔的无线自组网方法一个实施例示意图；

图2为发明的基于农村配网线路杆塔的无线自组网方法另一个实施例示意图；

图3为发明的基于农村配网线路杆塔的无线自组网方法又一个实施例示意图；

具体实施方式

下面结合附图对本公开实施例进行详细描述。

以下通过特定的具体实例说明本公开的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本公开的其他优点与功效。显然，所描述的实施例仅仅是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。本公开还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本公开的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。

实施例一

如图1，当电压级别35KV级别以下，总铁塔数>200；，铁塔间的距离100m到200m时。

本发明实施例提供一种基于农村配网线路杆塔的无线自组网方法，包括以下步骤：

将线路杆塔分成3组，每组线路杆塔包含15个杆塔；

需要说明的是在杆塔数量多，且杆塔之间距离为200m以内，若采用一塔一物联分站设备设备的方案，会使项目的成本增加，而且总线路距离过大，容易造成带宽减损，延迟大等问题。

因此本实施例中采用线路杆塔分为几组(本实施例采用3组)，每组包含若干个杆塔(本实施例选为15个)的物联分站设备3.0与物联分站设备2.0(物联分站设备3.0连接信号更强，成本也更高)混合组网分段式部署方案，每组光纤或者网络就近接入任意分站，各组之间以有线连接的方式相连接，实现整体与部分的网络链路互通。在每组中，分别设置若干个物联分站设备3.0与物联分站设备2.0(设备安装位置视实际环境而定),物联分站设备3.0之间使用5.8G定向天线连接，物联分站设备3.0与物联分站设备2.0使用2.4G全向天线连接，2.4G全向天线向周围覆盖WiFi信号，可供周边巡检设备或者智能终端等电子产品的接入。

实施例二

如图2，当电压级别35KV级别以上，总铁塔数>200，铁塔间的距离300m到400m时。

本发明实施例提供另一种基于农村配网线路杆塔的无线自组网方法，包括以下步骤：

将线路杆塔分成3组，每组线路杆塔包含15个杆塔；

实施例二的线路杆塔中与实施例一的情况相似，杆塔数量多，杆塔之间的距离相距更远，大约300到400米，为避免因距离过远造成网络延迟，导致通信信号弱，采用一杆一设备，将线路杆塔分为若干部分(本实施例采用3组)，每个部分包含若干个杆塔(本实施例采用10个杆塔)的分段式部署连接方案。各个部分的光纤网络就近铁塔接入基站，在每个铁塔分别安装物联分站设备3.0，物联分站设备使用5.8G定向天线连接，2.4G全向天线向高压铁塔周围覆盖WiFi信号，设备发出的wifi覆盖信号用于每个铁塔摄像头与巡检设备接入。摄像头与相应的物联分站设备3.0直接通过网线接入，通过物联基站的多跳连接能力，实现数据在杆塔之间传输。

实施例三

如图3，在实施例一或者实施例二的基础上，若在原有线路杆塔上新增一天线路杆塔时，将数据链路并入主数据链路上，在主链路离支链路就近的铁塔再增加一个物联分站设备3.0(两个基站使用有线连接)作为支链路的起始点，实现支链路与主链路的网络互通。

选优的，物联分站设备在组网过程中在于去中心化，即无需中心设备转接，物联分站设备自动连接组成链路。当有线意外中断时，无线链路快速自行连接，不影响现场设备应用。物联组网分站使用过程中，如果其中某一个台设备出现故障断开时，下级链路上的设备会快速自动搜索其他设备连接，链路快速自动愈合保障工程现场网络传输通畅。

优选的，所述物联分站设备包括多模块、多信道和多射频功能；所述物联分站设备之间采用多频、多信道及多射频模块方式组网。

需要说明的是，物联分站设备采用了多模块、多射频和多信道技术，有效的解决了无线Mesh多跳性能的难题，远远优于单模块和双模块的Mesh解决方案的每跳50％的吞吐量下降。传统的单模块Mesh和双模块Mesh网络只能提供有限的扩展性，多跳自身的难题使得它对于多节点网络部署还存在诸多疑问。因而需要一种新型结构化的无线组网方式，在其网络中无论跳数多少，都能够提供高性能和高可靠性。为了具有可实施性，无线多节点网络(满足动态节点，节点最大运行速度小于80KM/小时)必须是低时延的网络，为节点上行和节点下行回程流量提供单独的无线带宽链路(类似于全双工连接)，并自动地使用最高的可用吞吐量。物联分站设备组成的无线链路网络***网中，采用多频、多信道、多RF模块方式组网。这种低时延的网络已经在实验室环境(无噪声)和真实环境(有噪声)中进行了大量长期的测试。测试跳数逐步从1跳增加到10跳，结果表明即使达到10跳，无噪声情况下网络回程吞吐量只有2％的丢失，而实际噪声环境也仅丢失了20％。带宽下降测试结果是与为回程流量使用单频的Mesh网络的最佳情况进行比较的。

优选的，物联分站设备之间的组网将链路层与应用层使用IP地址进行隔离；这种方式能防止数据在传输过程中被截取，同时为设备无线接入AES时提供128为加密；其次通过隐藏ID的方法杜绝外部设备搜索网络，确保网络环境安全。此外，还可通过设置黑白名单控制网络使用范围，杜绝未授权设备的非法接入，确保工程现场生产安全。还支持额外的算法加密，保护软件内部数据不被篡改或截取。

本发明实施例中的物联分站设备是目前市场面可以实现的，属于现有技术一种智能物联的装置，通过物联分站设备的连接形成的杆塔自动组网链路设计了50跳，组网算法理论无网络额外损耗，每跳网络开销只取决于CPU与射频的硬件能力，其他开销遵从标准的tcp/ip；单节点对外呈现的网络协议是802.11bgn/ac，节点间业务流量主要采用QoS的方式控制；同时设计了每节点单频35的全并发接入节点数量。通过物联分站设备的连接形成的杆塔自动组网链路在实验室传导测试，达到400Mbps速率单跳时，ping包延时小于1ms，满速工作时，ping包延时每跳15ms；实际外场项目验证，达到300Mbps速率单跳时，ping包延时1ms，满速工作时，ping包延时22ms；节点间信号强度在-68db之内。

物联分站设备使用标准2X2MIMO；基于802.11改造的，对于用户侧，呈现的是标准的无线通信协议；使用非授信频率物联，遵从国际和国家相关标准。使用频率主要为为5150～5825，2.41～2.48两个部分；发射功率为20dbm，接收EVM为-33。

物联分站设备对外支持串口、网口；模组支持：串口、网口、USB等多种接口，同时支持IP透传。

以上仅为说明本发明的实施方式，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，凡在本发明的精神和原则之内，不经过创造性劳动所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种基于农村配网线路杆塔的无线自组网方法，其特征在于，包括以下步骤：

将线路杆塔分成N组，N>1，每组线路杆塔包含n个杆塔，n>1；

2.根据权利要求1所述的基于农村配网线路杆塔的无线自组网方法，其特征在于，所述将线路杆塔分成N组，N>1，每组线路杆塔包含n个杆塔，n>1，包括：

3.根据权利要求1所述的基于农村配网线路杆塔的无线自组网方法，其特征在于，所述将线路杆塔分成N组，N>1，每组线路杆塔包含n个杆塔，n>1，还包括：

4.根据权利要求1所述的基于农村配网线路杆塔的无线自组网方法，其特征在于，所述将光纤网络连入物联分站设备，物联分站设备之间通过天线连接形成杆塔自动组网链路包括：

5.根据权利要求1所述的基于农村配网线路杆塔的无线自组网方法，其特征在于，所述物联分站设备包括定向天线连接和全向天线；所述物联分站设备通过自身的定向天线连接实现杆塔之间的无线自动组网链路；所述物联分站设备利用自身的全向天线实现杆塔区域的无线网络覆盖。

6.根据权利要求5所述的基于农村配网线路杆塔的无线自组网方法，其特征在于，所述杆塔区域的无线网络覆盖用于用于巡检设备或终端接入。

7.根据权利要求1-6所述的基于农村配网线路杆塔的无线自组网方法，其特征在于，所述物联分站设备包括多模块、多信道和多射频功能；所述物联分站设备之间采用多频、多信道及多射频模块方式组网。