基于WirelessHART技术的电力无线传感网络设计

（国网河南省电力公司鹤壁供电公司，鹤壁 458000）

0 引言

近年来，WSN的路由协议设计成为研究的热点。WSN的路由与其他网络有很大不同，因为WSN的节点都是由电池提供能量，所以在 WSN的路由设计中要消耗大量的能量。WSN主要应用于监测领域，数据流以收敛为主，即从周围源节点向中心汇聚节点。网络拓扑在某些应用领域中并不是静态的，新的节点将不断增加，对于旧节点死亡，则要求路由协议具有一定的适应性[1]。电力采集是传统的，通常依靠手工抄表或现场总线向上位机传送电能表数据，线路连接费用高，难以与多系统数据交互[2]。电力采集方面，采用ZigBee技术改造有线电能表，建立无线通信网。但是在ZigBee中，由于通信距离短、抗干扰性差，仪器信号传输的可靠性较低；仪器通过LoRa技术进行远程分组，但是数据请求和响应周期很长，网状监测系统缺乏实时数据支持。针对这一问题，提出了基于WirelessHART技术的电力无线传感网络设计。通过测试无线传感器节点关键参数和性能，不仅提高了网络鲁棒性，而且降低了网络功耗。

1 电力无线传感网络结构设计

安装在电压和电流互感器负载端的无线测量装置，可以完成电流、电压、功率和电流参数的数据采集和无线传输。图1中显示了整个网络结构。

图1 电力无线传感网络结构

每个测量单元采用无线 HART模块作为无线节点，与其它测量仪组成自组织、在完成与节点的初始通信之后，节点将与区域内的网络进行通信。

WirelessHART WirelessGateway任务是建立和管理数据传输的无线网络，Wireless通过Hart命令发送主动请求，在仪表存储了所采集的电流、电压、功率等测量数据后，并与无线网关中的各个无线传感器网络进行通信[3]。……