一种用于电网的BLEmesh组网的智能控制系统技术方案

本发明专利技术提供了一种用于电网的BLE mesh组网的智能控制系统，包括：状态感知器、智能联动设备、智能手机及电网控制中心。状态感知器通过移动无线网络连接电网控制中心，实现实时远程感知和执行智能联动控制。程感知和执行智能联动控制。程感知和执行智能联动控制。

【技术实现步骤摘要】
一种用于电网的BLE mesh组网的智能控制系统


[0001]本专利技术涉及5G移动通信领域，特别涉及一种用于电网的BLE mesh组网的智能控制系统。

技术介绍

[0002]物联网技术在实际场景中得到越来越多的应用，融入到工农业和日常生活中。泛在电力物联网和电网设备智能化管理需求也日益渐起，为实现传感器网络全业务场景覆盖，提高感知层的统一性、可靠性、经济性及智能化水平，需要部署低能耗、高可靠、高效的传感器网络组网技术、网络节点设备、变电设备管理业务现场的无线组网协议。
[0003]各种物联网终端通过mesh组网技术连接，但在低功耗以及低成本方面存在着各种各样的瓶颈，无线局域网(WiFi)特点是设备多、范围广、速度快，但耗电量大；而ZigBee路由协议复杂，功耗高，数据传输速率低，单点传输距离近，移动性能差，难兼容，其搭载的设备普及率极低，需要独立的网关。

技术实现思路

[0004]专利技术目的：本专利技术的目的旨在克服现有物联网络技术的功耗高、移动性差、协议复杂、无法与智能手机直连等问题，能够支持智能联动，现场高清视频5G实时传送。
[0005]本专利技术拟采用BLE mesh(Bluetooh Low Energy mesh蓝牙低功耗网状网)网络技术对变电站环境量和设备量等进行实时采集，集成变电站全面运行信息，实现无人值守变电站设备本体及变电站运行环境的深度感知、风险预警、远程监控及智能联动，提升变电站状态感知的及时性、主动性和准确性。
[0006]本专利技术具体了一种用于电网的BLE mesh组网的智能控制系统，包括：状态感知器、智能联动设备和电网控制中心；
[0007]其中，所述状态感知器通过移动无线网络连接电网控制中心，实现实时远程感知和执行智能联动控制；
[0008]所述状态感知器与智能联动设备之间自组网建立BLE mesh自组网络；
[0009]所述智能联动设备用于现场执行电网控制中心下发的自动控制指令；
[0010]所述电网控制中心负责智能决策状态感知器上报的传感器监测数据，控制现场的智能联动设备执行；所述电网控制中心还用于处理和分析数据，所述数据包括状态感知器上报的告警异常、现场智能联动设备采集的声音、视频、声控图像、断路器状态数据，以及移动巡检机器人到现场实时上传的现场高清视频。
[0011]所述状态感知器有N个，所述智能联动设备有N个，N取值为自然数。
[0012]所述智能联动设备中配置有集中器，所述集中器具备BLE功能。。
[0013]所述状态传感器对应的节点类型为低功耗节点。
[0014]所述智能联动设备对应的节点类型为边缘节点或中继节点。
[0015]所述集中器负责通过BLE mesh网络对各个状态感知器和智能联动设备的信息采
集汇总，并通过移动无线网络传输到电网控制中心；所述集中器从电网控制中心接收设置信息，通过BLE mesh网络下发给各个状态感知器和智能联动设备。
[0016]所述状态感知器包括设备状态感知器和环境状态感知器；所述设备状态感知器用于采集变电站设备状态数据；所述环境状态感知器用于采集变电站环境状态数据。
[0017]本专利技术系统还包括：智能手机，智能手机自带BLE功能接入BLE mesh自组网络，通过BLE mesh网络获取相应的状态信息、配置参数设置和下发控制命令。
[0018]所述集中器的节点类型为中继节点，配在移动巡检机器人上，转发网络层数据包，与其它蓝牙低功耗节点移动连接组网。
[0019]所述集中器上行通过5G连接电网控制中心，电网控制中心通过集中器连接到智能联动设备，实现远程感知和智能控制；
[0020]所述电网控制中心通过梯度提升决策树结合逻辑回归分类器来完成智能决策，梯度提升决策树结合逻辑回归分类器作为模型，模型的输入向量的每一项为设备状态感知器和环境状态感知器监测到的具体的实数值，所述具体的实数值作为输入特征，经过梯度提升决策树分割做特征提取，作为逻辑回归分类器的输入，逻辑回归分类器输出现场智能联动设备的开关状态，从而下发控制数据给现场联动设备执行开关动作；
[0021]训练的损失函数L为：
[0022][0023]其中，y
i
是第i个样本的观测值，取值是0或者1；p
i
是第i个样本的预测值，取值是0
‑
1之间的概率；
[0024]根据如下公式计算负梯度值得到第m棵树第i个样本的残差r
im
：
[0025][0026]其中，F代表梯度提升决策树模型，F0是模型的初始状态，x
i
是第i个样本的输入特征，F
m
‑1(x)表示第m
‑
1棵树的梯度提升决策树模型，x为样本的输入特征；用回归树拟合残差：遍历每个特征，每个特征下遍历每个取值，计算分裂后两组数据的平方损失，到最小的那个划分节点；
[0027]根据如下公式计算第m棵树第j个叶子节点的最佳残差拟合值γjm：
[0028][0029]其中，R
ij
表示第i棵树第j个叶节点区域，p
i，m
‑1表示第i个样本第m
‑
1棵树的概率；
[0030]更新模型：
[0031][0032]其中，F
m
代表第m课树的梯度提升决策树模型，v为常数，J
m
为第m棵树的叶子节点数量；
[0033]逻辑回归分类器数学模型如下：
[0034]输入特征向量X＝{x1,x2,x3,x4,
…
xn}；
[0035]权重向量W＝{w1,w2,w3,w4,
…
w
n
}，w
n
表示第n个权重值；
[0036]激活函数Y＝f
w
(X)＝sigmoid(X
T
W)；
[0037]训练的损失函数J(w)如下：
[0038][0039]其中，f
w
为激活函数，m为样本数量。
[0040]本专利技术可以满足未来变电站网络状态实时采集和监控，，故障预警和智能联动，BLE mesh网络结合5G实现远程实时感知和智能控制。
[0041]本专利技术相对于现有技术具有如下的优点及效果：
[0042](1)本专利技术的状态传感器蓝牙设备设置为低功耗模式，其无需关心其它设备，只需每15分钟上传自身的传感器数据，其余时间则处在休眠状态，实现低功耗；
[0043](2)本专利技术蓝牙设备(这里的蓝牙设备就是BLE低功耗蓝牙设备)在代理模式下与智能手机建立BLE连接，通过GATT(Generic Attribute通用属性，是低功耗蓝牙设备之间进行通信的协议。)互相通信，同时下发智能手机的命令以及关联设备，而不像路由设备需要中继其他节点的消息；
[0044](3)本专利技术支持灵活的移动节点采集现场高清本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于电网的BLE mesh组网的智能控制系统，其特征在于，包括：状态感知器、智能联动设备和电网控制中心；其中，所述状态感知器通过移动无线网络连接电网控制中心，实现实时远程感知和执行智能联动控制；所述状态感知器与智能联动设备之间自组网建立BLE mesh自组网络；所述智能联动设备用于现场执行电网控制中心下发的自动控制指令；所述电网控制中心负责智能决策状态感知器上报的传感器监测数据，控制现场的智能联动设备执行；所述电网控制中心还用于处理和分析数据，所述数据包括状态感知器上报的告警异常、现场智能联动设备采集的声音、视频、声控图像、断路器状态数据，以及移动巡检机器人到现场实时上传的现场高清视频。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述状态感知器有N个，所述智能联动设备有N个，N取值为自然数。3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述智能联动设备中配置有集中器，所述集中器具备BLE功能。4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述状态传感器对应的节点类型为低功耗节点。5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述智能联动设备对应的节点类型为边缘节点或中继节点。6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述集中器负责通过BLE mesh网络对各个状态感知器和智能联动设备的信息采集汇总，并通过移动无线网络传输到电网控制中心；所述集中器从电网控制中心接收设置信息，通过BLE mesh网络下发给各个状态感知器和智能联动设备。7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述状态感知器包括设备状态感知器和环境状态感知器；所述设备状态感知器用于采集变电站设备状态数据；所述环境状态感知器用于采集变电站环境状态数据。8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，还包括：智能手机，智能手机自带BLE功能接入BLE mesh自组网络，通过BLE mesh网络获取相应的状态信息、配置参数设置和下发控制命令。9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述集中器的节点类型为中继节点，配在移动巡检机器人上，转发网络层数据包，与其它蓝牙低功耗节点移动连接组网。10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述集中器上行通过5G连接电网控制中心，电网控制中心通过集中器连接到智能联动设备，实现...

【专利技术属性】
技术研发人员：高瞻，戴诚，周丹，沈火林，杨鑫，吴建东，
申请(专利权)人：中通服咨询设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：