特高压输电塔监测系统数据传输性能优化的研究

摘要

建设特高压电网是国家“十二五”电网发展的一个重要目标,传统依靠人工方式巡检已经无法适应国家电网快速的发展,对特高压输电塔安全状态进行实时在线监测是保障国家电网安全的一个重要手段,而特高压输电塔处于的复杂强干扰、弱无线信号的环境对数据可靠传输提出了较高要求,同时该监测系统常用的无线传输信道在可靠性与安全性方面都存在一定的缺陷,因此保障特高压输电塔状态数据可靠、安全地传输已成为亟待解决的问题。　　本文以基于无线传输信道建立的远程数据传输系统为基础,在分析了特高压输电塔环境特性对无线信道的影响基础上,首先提出建立一种基于应答确认与自适应数据动态重传机制的数据传输方法,该方法能自动根据无线信道情况,采用“快速启动”、“线性增长”、“回归发送”的动态机制来实时调整数据包大小,同时根据网络状况选择合适的重传方式重传丢失或出错的数据包,从而在保证数据传输可靠性基础上实现数据的最大效率传输;其次针对常用公共无线网在安全性方面存在的缺陷,提出建立一种基于分段嵌入签名机制与随机动态认证机制的安全数据传输方案,通过分段嵌入签名机制保证了在传输过程中数据的完整性、真实性,防止冒充和抵赖;通过动态身份认证机制建立可靠的连接,并及时发现受第三方攻击的连接。进而建立安全的通信信道,保障数据的安全传输。　　最后,采用Visual C++6.0集成开发环境完成了数据传输系统相关程序的编制,采用SQL Server建立数据库,在实验室环境下模拟远程数据传输系统,利用直流高压发生器产生强电磁干扰进行了实验验证,对优化方案的效果进行了分析和评价。　　结果表明:衡量数据传输性能的三种重要指标:丢包率、网络时延、网络受攻击次数在不同的测试环境下都得到了很明显的优化。该方案不仅能够较理想地保证数据传输的可靠性与安全性,同时数据传输效率也得到了提升,与传统方法相比具有较强的实用性和抗干扰能力。所以,该方案具有巨大的应用价值和工程意义,且具有很强的通用性,有着非常好的发展前景。

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1 绪论

1.1 引言

1.2课题背景及研究意义

1.3国内外现状

1.4本课题研究路线

1.5本章小结

2 特高压输电塔监测系统组成

2.1 引言

2.2 状态监测系统

2.3 远程数据传输系统

2.4 安全状态评估系统

2.5 本章小结

3 输电塔状态数据传输系统性能缺陷

3.1 引言

3.2 特高压输电塔特性对无线信道的影响

3.3 无线信道的自身缺陷

3.4 可靠的数据传输方案设计

3.5 本章小结

4 数据传输可靠性设计

4.1 引言

4.2 应答确认机制

4.3 自适应动态数据重传机制

4.4 本章小结

5 数据传输安全性设计

5.1 引言

5.2 分段嵌入签名机制

5.3 动态身份认证机制

5.4 本章小结

6 实验与分析

6.1 相关实验平台的构建

6.2 实验过程

6.3 测试结果分析

6.4 本章小结

7 总结与展望

7.1 总结

7.2 进一步的工作

致谢

参考文献

个人简历、在学期间发表的学术论文及取得的研究成果