LoRa无线技术在输电监测中的应用

迅速增长的输电线路对线路运行人员的巡视维护工作，及周边环境情况信息实时性要求越来越高。LoRa超远距离、低功耗特性，解决了数据在复杂环境中的超远距传输问题，通过在输电线上安装各种控测器，采集设备等，对输电线的各类信息进行数字化采集，以保障输电线路的运行状态实时掌握，确保电网安全运行。通过对输电线在线监控，能够及时准备掌握线路的实时运行情况，有效降低巡视维护成本，缩短运维周期，从而大幅度降低输电线路故障造成的影响，有效保障电网安全稳定运行。

系统需求：

1.安装在输电线上的各种传感器和监测器中内嵌LoRa无线模块，能够通过LoRa网关经由运营商2G/3G网络和Internet网络将数据传到数据中心监控站；

2.能够在远端中心监控站的监控室内，实时查看每个区域的电力线是否有异常情况，若有异常，能够立马通知相关维修人员赶赴现场进行抢修，做到“快准狠”解决好问题的宗旨；

3.管理人员尽管不在监控室，也能够通过APP对输电线上的各指标进行实时检测和维护，既省时省力，操作又简单便捷。

解决方案：

系统拓扑图

1.系统组成：

整个系统由输电线上的各类传感器和检测设备（如导线温度传感器、风偏监测器、杆塔倾斜传感器和覆冰探测器等等）、四信无线设备（LoRa无线模块F8L10D和LoRa网关F8114L）和后台服务器。

2. 通信原理：

所有同一区域无线覆盖的LoRa模块与其网关组成星型网络，电力线上的各类传感器和检测设备将采集到的数据通过TTL串口传到F8L10D模块上，然后通过LoRa无线网络将数据汇总到中心节点F8114L网关，最终由网关封装成tcp数据包传送到远端中心监控站，服务端自会存储和解析此数据，直观呈现在管理人员面前。

传输线上的传感器和检测设备：

路风偏监测器：用于风偏放电的直线塔悬垂串或耐张塔跳线、常年基本与主导风向（大风条件下）垂直的档距或常年风速过大的地区的线路，实时探测导地线振幅、频率、振动时间、振动波形等参数，将监测到的实时数据通过LoRa/GPRS无线网络传送致中心监控站。

路杆塔倾斜传感器：用于监测输电线路采空区、沉降区和不良地质区段的杆塔倾斜状况，实时监测线路杆塔横向倾斜、纵向倾斜等数据，并通过 LoRa/GPRS无线网络传送致中心监控站。

导线温度传感器：依据输电线路动态增容理论模型，对导线温度实时监测，将监测到的导线温度数据通过 LoRa/GPRS无线网络传送致中心监控站。广泛应用于输电线路动态增容实时监测、线路温度、线路覆冰直流融冰导线温度监测、关键汇流板温度监测等。

覆冰探测器：用于监测恶劣大气环境中运行的高压输电线路覆冰（雪）状态，实时监测综合悬挂载荷、不均衡张力差、绝缘子串风偏角、绝缘子串偏斜角等数据、并通过LoRa/GPRS无线网络传送致中心监控站。

四信方案优势：

1. LoRa无线模块接收灵敏度高

其接收灵敏度高达-140dBm，且链路预算为160dBm，达到行业领先水平，可穿透好几堵墙，绕射能力强。

2. 通信稳定可靠

工业级模块内置看门狗，保证系统长时间稳定运行；采用源自军用战术通信系统的LoRa调制解调技术，抗干扰能力强；其中LoRa+GPRS网关具备掉线自检测、自动恢复，确保永久在线。

3. 数据高精度

模块采取高效的循环交织FEC前向纠错编码，最大纠错64bit，双256 环形FIFO，保障数据高准度传输。

4. 功率可调

模块可灵活调整功率等级，适配数据传输过程中对于距离和速率的需求。

5. 超低功耗

模块采取低功耗设计，支持休眠和唤醒模式，最低不到2uA。

6. 多中心传输

LoRa+GPRS网关支持多数据中心同步传输（5个数据中心），方便各级管理部门获取数据，实现高效管理。