输电线路状态远程监测系统设计

第２５卷第３期　２０１３年９月　北方工业大学学报　Ｊ．Ｎ０ＲＴＨ　ＣＨＩＮＡ　ＵＮＩＶ．ＯＦ　ＴＥＣＨ．　Ｖｏ１．２５　Ｎｏ．３　Ｓｅｐｔ．２０１３　输电线路状态远程监测系统设计　杨威龙　张东彦　黄　明　杨　扬　杨　明　（北方工业大学信息工程学院，１００１４４，北京）　摘要为了提高输电线路的监控管理水平，开发了一种输电线路状态远程监测系统．本　系统可以对输电线上的温度和电流实时监测，能够对输电线路故障进行定位和预警．本系统使　用ＧＰＲＳ无线公网、光纤专网和２３０ＭＨｚ无线专网等多种远程通信方式，使监控站点与控制中　心的通信更加灵活．监控站点内使用ＺｉｇＢｅｅ和ｗｉＦｉ无线通信技术完成数据采集与交换，在保　证可靠通信的前提下，降低了系统成本．实测表明，该系统运行稳定可靠，并且具备成本低、功耗　低等优点．　关键词分类号输电线路状态；远程监测；光纤；ＧＰＲＳ；ＺｉｇＢｅｅ；电流互感器　ＴＭ７６４　随着工农业的迅速发展，发电和用电规模　的不断扩大，用电质量的要求越来越高．输电线　路是电力系统的重要组成部分，对供电质量起　而在野外则使用无线专网作为通信方式，使系　统应用更加灵活．相对于传统的有线数据传输，　如ＲＳ－４８５总线，本系统采用ＺｉｇＢｅｅ无线通信　技术作为数据采集设备之间的通信方式，不仅　简化了系统实施复杂度，而且有效降低了系统　成本．　到了至关重要的作用［１］．在我国，由于输电线路　的故障而导致的电网大面积断电事故，不仅对　工农业生产以及日常生活造成严重的影响，而　且一定程度上阻碍了国民经济的发展．为了提　高输电线路的管理水平，增强电力系统运行的　可靠性并减少经济损失，迫切需要设计以输电　线路状态在线监测与诊断技术为基础的一套监　测系统，来预防和减少事故的发生，提高电力系　１　系统总体结构　１．１　系统总体设计及原理　输电线路状态远程监测系统主要由上位　统的安全性、可靠性和稳定性［２］．　目前，随着电子和通信技术的发展，输电线　路状态监测系统的远程通信方式有众多选择．　现今可采用的数据采集设备与上位机通信的方　式有光纤专网、ＧＰＲＳ／ＣＤＭＡ／３Ｇ无线公网和　机、通信链路、现场转发器、现场采集器以及手　持终端５部分构成，系统结构如图１所示．现场　转发器安装在输电线杆塔上，每个转发器分别　与３个采集器通过ＺｉｇＢｅｅ组网通信．采集器分　别安装在高压输电线的三相电力线上，配有电　无线专网等，但是现有的监测系统基本只采用　单一的通信方式，故只能应用在特定的环境中．　因此，为了满足各类地区的需求，本设计采用将　流互感器和温度传感器，用来采集导线电流　和温度．采集器将采集到的电流和温度数据　通过ＺｉｇＢｅｅ无线通信发送到转发器，转发器　将收到的数据保存在本机的ＳＤ卡中，同时通过　通信链路的３种方式（ＧＰＲＳ公网、光纤专网和　光纤、ＧＰＲＳ和无线专网通信相结合的通信方　式，在有条件的地区使用光纤或ＧＰＲＳ通信，　收稿日期：２０１３－０３—１８　第一作者简介：杨威龙，硕士研究生．研究方向：嵌入式系统设计　第３期　杨威龙等：输电线路状态远程监测系统设计　２５　２３０ＭＨｚ无线专网）之一实时传输至上位机．上　位机软件能够对现场采集到的输电线电流和温　度等参数进行综合分析，得出输电线路电流和　温度状态及其发展趋势，并能够对输电线路安　全隐患进行定位和预警．对于状态参数超标的　输电线路及时报警，并派出工作人员进行检修．　手持终端作为备用，由工作人员每月到输电线　杆塔进行巡检，将转发器保存的历史数据通过　ＧＳＭ（Ｇ１ｏｂａｌ　Ｓｙｓｔｅｍ　ｆｏｒ　Ｍｏｂｉｌｅ　Ｃｏｍｍｕｎｉｃａ—　ｔｉｏｎｓ）全球移动通信系统的基础上发展起来的　移动数据业务Ｌ４］．ＧＰＲＳ能够实现最高１１４ｋｂｐｓ　的数据传输速率，而且网络覆盖广，使用ＴＣＰ／　ＩＰ协议使数据传输更加可靠．现有的ＧＰＲＳ模　块种类齐全，并提供简单的开发接口．　电力光纤专网是指以光纤为信道媒介的电　力公司内部通信网络，作为输电线远程监控系　ＷｉＦｉ传输至手持终端，工作人员将手持终端巡　检的数据带至上位机端，供上位机软件分析处　理，并得出此月份输电线路运行状态走势．　终端　Ｆｉ　图１输电线远程监控系统结构图　ＺｉｇＢｅｅ技术是基于ＩＥＥＥ８０２．１５．４标准的　一种近距离、低功耗、低速率数据传输、低成本　的双向无线通信技术，已经在工业控制、智能家　居等领域中得到广泛应用．ＺｉｇＢｅｅ以组网灵　活、可靠的近距离低速通信等特点使其特别适合　于测量点多而分散，对数据传输速率不高的电力　参数测量领域［３］．所以，在多个采集器和转发器　之间的通信选用ＺｉｇＢｅｅ技术．相比之下，ｗｉＦｉ技　术数据传输速率高（最高可达３００Ｍｂｐｓ）、通信距　离远，十分适合大数据量高速传输，因此手持终　端和转发器之间的通信选用ｗｉＦｉ技术。　１．２　系统远程通信方案　系统的通信链路由ＧＰＲＳ公网、光纤专网　和无线专网组成．　ＧＰＲＳ是通用分组无线服务技术（Ｇｅｎｅｒａｌ　Ｐａｃｋｅｔ　Ｒａｄｉｏ　Ｓｅｒｖｉｃｅ）的简称，是在现有的　统的首选通信方式，光纤专网有着可靠性高、保　密性强和抗干扰能力强，高带宽及传输距离远　等诸多优点Ｌ５］．　目前，我国电力负荷监控系统使用的无线　专网主要是２３０ＭＨｚ无线专网．２３０ＭＨｚ是电　力系统无线数据通信的专用频段，此专网具有　技术成熟、安全稳定、通信延时短等优点［５］．本　系统采用２３０ＭＨｚ无线数传电台作为现场转　发器与上位机的通信方式，这样可大大降低系　统成本，简化系统的开发，而且易于维护；但数　传电台通信距离一般为１０～１５ｋｍ，如果转发　器距离上位机很远，则需要建立无线数传电台　中继站，通过中继站将数据发送至上位机．所　以，一般情况下只有在移动网络没有覆盖的地　区和无法使用光纤专网的野外地区使用无线数　传电台．　２系统硬件设计　２．１现场转发器硬件设计　现场转发器采用ＳＴ公司的基于删Ｃｏｒｔｅｘ－　Ｍ３　３２位ＲＩＳＣ内核的微处理器ＳＴＭ３２Ｆ１０３ＺＥ　作为主控制器．该芯片主频高达７２ＭＨｚ，内置　高达５１　２Ｋ字节的ＦＬＡＳＨ和６４Ｋ字节的　ＳＲＡＭ，具有丰富的片上资源，包括３路１２　位ＡＤＣ、４个通用１　６位定时器、３个ＳＰＩ、５　个ｕｓＡＲＴ等Ｌ６］．该处理器可工作于一４Ｏ℃～　＋１０５℃范围内，完全满足工业应用的需求．　如图２所示，现场转发器具有电压和电流　传感器，它们经过放大和处理电路与ＳＴＭ３２　的ＡＤＣ模块相连，可以实现导线电压和电流　的采集．转发器本机的电压电流采集功能可以　按照需要开启或者关闭，若开启本机采集功能　则不使用采集器采集数据，那么转发器向上位　２６　北方工业大学学报　第２５卷　机传送电压和电流数据，否则使用采集器采集　数据，转发器将向上位机传送电流和温度数据．　现场转发器的硬件实物如图３所示．　图２现场转发器硬件框图　图３现场转发器硬件实物图　ＺｉｇＢｅｅ模块采用Ｄｉｇｉ公司的ＸＢｅｅ模块．　该模块完全符合ＺｉｇＢｅｅ标准协议，工作在２．４　ＧＨｚ频段内，使用串口作为与处理器数据传输　的接口，支持ＡＴ和ＡＰＩ两种命令模式，使用　简单方便．在室外，最大通信距离高达１２０ｍ，而　且数据传输时功耗小于２ｍＷ．此模块具备低成　本、低功耗和高性能的特点，是转发器和采集器　的首选通信方式．　现今，市场上ＧＰＲＳ模块和无线数传电台　产品有很多，技术已经很成熟，而且具有简单的　通信接口．本系统中ＧＰＲＳ模块采用的是　ｗＡＶＥＣＯＭ　Ｑ２６８６．此模块使用ＡＴ指令控　制，串行接口，最高可以使用１１５　２００波特率传　输数据．模块初始化时，需要设置串口波特率和　上位机的ＩＰ地址，这样上位机才能与转发器正　常收发数据．　由于采集的数据量不是很大，设计中采用　ＳＰＩ接口的ＥＮＣ２８Ｊ６０芯片作为以太网控制　器，该芯片集成ＭＡＣ并符合ＩＥＥＥ　８０２．３标　准．若采用光纤专网作为系统远程通信方式，则　需要在ＲＪ４５接口（以太网接口）接一个以太网　光纤转化器，将以太网信号和光纤信号相互转　化．为了提高数据存储的灵活性，转发器的本地　存储介质使用ＳＤ卡，通过ＳＰＩ总线将处理器　与ＳＤ卡连接，将采集到的数据实时保存．转发　器和手持终端均配置ＷｉＦｉ模块，人工巡检时　通过ＷｉＦｉ将ＳＤ卡中保存的历史数据传输至　手持终端中作为备份．另外，转发器配有ＲＳ２３２　接口，用于与ＰＣ机通信，ＰＣ机可以通过串口　对设备进行参数设置等操作．　２．２现场采集器硬件设计　现场采集器的主要功能是采集输电导线上　的电流和温度，并将数据无线传输至转发器．采　集器的硬件分为电源部分、微控制器部分、通信　部分和数据采集部分．采集器的硬件结构如图　４所示．　图４现场采集器的硬件框图　为了满足采集器设计小巧紧凑和低功耗的　要求，选用ＳＴＭ３２Ｆ１０３ＲＢ微处理器作为主控　制器，该芯片内部资源比ＳＴＭ３２Ｆ１Ｏ３ＺＥ的少　些，但性能基本相同，而且功耗更低．ＺｉｇＢｅｅ无　线通信模块采用与转发器相同的ＸＢｅｅ模块，　用于与转发器组网收发数据．温度传感器和电　流传感器用来采集输电导线上的温度和电流．　需要说明的是，采集器的电流互感器中有两种　线圈，一种是取电线圈，为采集器提供电能；另　一种是测量线圈，与电流传感器配合完成电流　第３期　杨威龙等：输电线路状态远程监测系统设计　２７　的采样．图５为采集器的硬件实物图．　同时由分体式太阳能电池板为电池提供断续充　电电源，以保证电池容量充足．另外，在有条件　的地方可以使用１Ｏ０～２５０Ｖ的市电进行供电，　通过电源转换模块将市电转换为设备所需的直　流电．电源管理系统有优先选择接人电源的功　能，在有市电接入的情况下优先选择市电供电，　否则使用铅酸电池和太阳能电池板进行供电．　采集器上配有大容量锂电池和电流互感器　取电装置，电流互感器中有取电线圈．电流互感　器取电方法是利用电磁感应原理将高压电线上　图５现场采集器硬件实物图　的部分磁能转化为电能输出［７］．将电流互感器　安装在高压输电线上，通过整流电路和ＤＣ／ＤＣ　２．３电源管理设计　转换电路能够输出５Ｖ直流电供采集器使用．　现场转发器有两种供电模式，分别是铅酸　同时，线圈取电也为锂电池充电，保证采集器有　电池、太阳能电池板协同供电和市电供电．首　持续稳定的电源．电流互感器取电系统的设计　先，转发器设备采用大容量铅酸电池持续供电，　如图６所示．　屠　高　一　图６　电流互感器取电系统结构图　无线数传电台收到的数据包．对接收到的数据　３系统软件设计　帧命令位进行判断，然后再执行相应的功能程　序．软件默认开启ＺｉｇＢｅｅ采集数据功能，转发　３．１现场转发器软件设计　器上的ＺｉｇＢｅｅ模块设置为Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｏｒ（协调　现场转发器软件设计主要包括３部分，首　器），采集器上的设置为Ｅｎｄ　Ｄｅｖｉｃｅ（终端），上　先是系统初始化，其次是主循环处理网口、Ｚｉｇ－　电后协调器和终端自动组网．在ＺｉｇＢｅｅ数据采　Ｂｅｅ和串口数据，最后是检测各个子流程标志，　集子功能模块中，首先协调器要向网内设备（３　若满足条件则进入相关子功能模块．转发器软　个采集器的ＺｉｇＢｅｅ模块）发送广播报文来寻求　件采用循环结构，其流程图如图７所示．　采集器ＺｉｇＢｅｅ终端的地址，获取地址后每２０ｓ　系统初始化主要包括时钟、定时器、ＧＰＩＯ、　转发器会接收到３个采集器ＺｉｇＢｅｅ模块发来　ＵＳＡＲＴ和ＳＰＩ等ＣＰＵ内部模块的初始化，还　的监测数据并将数据保存在ＳＤ卡上，同时按　有外设驱动程序的初始化，包括ＳＤ卡、　照预设的系统监控通信方式将数据按照规定的　ＥＮＣ２８Ｊ６０芯片和ＷｉＦｉ模块的初始化．待系统　帧格式实时发送至上位机．第二，检测３种远程　初始化完成后，程序进入主循环．在主循环中，　通信方式的标志，如果标志置１则开启相应的　首先处理以太网、ＺｉｇＢｅｅ模块、ＧＰＲＳ模块或者　功能模块．若使用光纤专网远程通信，则进入　２８　北方工业大学学报　第２５卷　ＵＤＰ数据传输模块，系统将采集到的数据通过　ＵＤＰ报文形式发送给上位机．使用ＧＰＲＳ网络　和无线数传电台远程通信方式与此类似，系统　将采集到的数据通过ＵＳＡＲＴ发送给ＧＰＲＳ　模块或无线数传电台来完成远程数据传送．第　三，本地数据采集．通过ＡＤＣ采集电压和电　流，将数据保存至ＳＤ卡并转发给上位机．最　后，手持终端下载数据．转发器检测到手持终端　请求下载数据时，通过ＷｉＦｉ将ＳＤ卡上的历史　数据传输到手持终端上．至此，软件完成了一次　主循环过程．　开始　一　系统初始化　发　数　送流程？　—１　据帧　主循环　处理以太网　数据包　送相关格式Ｉ　数据帧　ｌ处理ＺｉｇＢｅｅ　接收数据包　处理ＧＰＲｓ模　块、无线电　台接收的数　据包　一　图７现场转发器软件流程图　３．２现场采集器软件设计　采集器软件设计主要分为两个部分，电流　传感器、温度传感器数据采集和ＺｉｇＢｅｅ通信．　由于三相交流电频率为５０Ｈｚ，经过电流传感器　和采样电路到达ＡＤＣ的采样电压的频率也是　５０Ｈｚ．为了得到采样电压的幅度，必须在至少　一个周期（２０ｍｓ）内采样出电压的最大值和最　小值，它们之差即为采样电压的幅度．通过以上　算法，即可得到导线上的相对电流大小．同时，　为了降低由噪声引起的采集误差，程序中使用　在一定时间内多次采样求平均的方法来采集数　据，以使采集到的数据更加精确．　ＺｉｇＢｅｅ通信部分完成与转发器互传数据　的功能．首先，当采集器接收到转发器的寻求　ＺｉｇＢｅｅ地址广播报文时，从报文中提取转发器　ＺｉｇＢｅｅ地址和帧ＩＤ并保存，然后再回复给转　发器一条带有本地ＺｉｇＢｅｅ地址的信息帧，此时　完成了转发器和采集器ＺｉｇＢｅｅ通信的握手环　节．当采集器收到数据请求报文时，向转发器回　复采集到的电流和温度数据帧．ＺｉｇＢｅｅ通信流　程图如图８所示．　开始　系统初　始化　一　回复地址请　求数据帧　保存ＺｉｇＢｅｅ　厂＝：：＝　帧ＩＤ　二［　回复数据请　求数据帧　图８采集器ＺｉｇＢｅｅ通信流程图　４实测结果及分析　使用大电流发生器模拟高压输电线路，将　采集器安装在大电流发生器的导线上进行数据　采集测试．大电流发生器所连接的导线长度为　１．８ｍ，导线截面直径约为１３ｒａｍ．在室温２７℃　的环境下，通过调节大电流发生器的输出电流，　本系统采集到的导线电流和温度数据如表１所　示．表１中的数据是大电流发生器在相应的电　流档位工作５ｍｉｎ时测量和采集到的数据，其　中实际电流为大电流发生器输出的电流值，实　际温度是由测温计测出的温度值．　第３期　杨威龙等：输电线路状态远程监测系统设计　２９　表１实测数据结果　通过对比表１中的实际数据与采集数据看　更加灵活，应用范围更广泛．替代传统的有线传　出，本系统能够准确、可靠地采集输电线路上的　输数据，使用了ＺｉｇＢｅｅ和ＷｉＦｉ无线通信技术　电流和温度数据，实现对输电线路的远程实时　采集和交换数据，有效解决了有线通信采集数　监测．　据带来的布线难度高等问题，而且提高了系统　的可靠性，降低了维护成本．ＺｉｇＢｅｅ和ＷｉＦｉ具　５　结语　有各自的优势和不足，将两者相结合，功能互相　补充，具有广泛的应用前景．　文中描述的电力输电线状态远程监控系统　目前，该系统已投入试验应用阶段，能够准　采用ＧＰＲＳ无线公网、光纤专网和２３０ＭＨｚ无　确、可靠地对输电线路温度和电流等状态参数　线专网３种可选的远程通信方式，使系统部署　进行实时监测，并完成数据的远程传输．　参考文　献　［１］　康会西，李宏斌，张清扬，等．输电线路综合在线监　报，２００７，２２（１ｏ）：１８７－１９０　测系统设计［Ｊ］．电网与清洁能源，２０１０，２６（５）：　［５３　姜海．用电信息采集系统远程通信方案［Ｊ］．电力　２７—２９　系统通信，２０１０，３１（２１０）：１４－１７　［２３　黄新波，张国威．输电线路在线监测技术现状分析　ｒ６］　张旭，亓学广，李世光，等．基于ＳＴＭ３２电力数据　［Ｊ］．广东电力，２００９，２２（１）：１３—２０　采集系统的设计［Ｊ］．电子测量技术，２０１０，３３　［３３　谈加西，乐秀瑶，张丽丽．基于ＺｉｇＢｅｅ的电力参数　（１１）：９０—９２　无线测量［Ｊ］．电力系统通信，２０１０，３１（２０７）：４７—５１　［７］　刘亚东，盛戈蛑，王又佳，等．基于功率控制法的电　［４］　栗秋华，周林，张风，等．基于ＧＰＲＳ的电力系统蓄　流互感器取电电源设计ＩＳ］．电力系统自动化，　电池在线监测系统的设计与实现［Ｊ］．电工技术学　２Ｏ１０，３４（３）：７０—７３　Ｄｅｓｉｇｎ　ｏｆ　Ｒｅｍｏｔｅ　Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ　Ｓｙｓｔｅｍ　ｆｏｒ　Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ　Ｌｉｎｅ　Ｓｔａｔｕｓ　Ｙａｎｇ　Ｗｅｉｌｏｎｇ　Ｚｈａｎｇ　Ｄｏｎｇｙａｎ　Ｈｕａｎｇ　Ｍｉｎｇ　Ｙａｎｇ　Ｙａｎｇ　Ｙａｎｇ　Ｍｉｎｇ　（Ｃｏ１．ｏｆ　Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｎｏｒｔｈ　Ｃｈｉｎａ　Ｕｎｉｖ．ｏｆ　Ｔｅｅｈ．，１００１４４，Ｂｅｉｊｉｎｇ，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ　Ｉｎ　ｏｒｄｅｒ　ｔｏ　ｅｎｈａｎｃｅ　ｔｈｅ　ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ　ａｎｄ　ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ　ｌｅｖｅｌ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ　ｌｉｎｅｓ。ａ　ｒｅｍｏｔｅ　ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ　ｓｙｓｔｅｍ／ｏｒ　ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ　ｌｉｎｅ　ｓｔａｔｕｓ　ｉｓ　ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ．Ｔｈｉｓ　ｓｙｓｔｅｍ　ｍｏｎｉｔｏｒｓ　ｔｈｅ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ａｎｄ　ｃｕｒｒｅｎｔ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ　ｌｉｎｅ　ｒｅａｌ　ｔｉｍｅ　ａｎｄ　ｏｆｆｅｒｓ　ｆｏｒｅｗａｒｎｉｎｇ　ａｎｄ　ｆａｕｌｔ　ｌｏｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ　ｌｉｎｅ　ｆａｉｌｕｒｅ．Ｔｈｅ　ｓｙｓｔｅｍ　ｕｓｅｓ　ｍｕｌｔｉｐｌｅ　ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ　ｍｏｄｅｓ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ　ＧＰＲＳ　ｗｉｒｅｌｅｓｓ　ｐｕｂｌｉｃ　ｎｅｔ—　ｗｏｒｋ，ｏｐｔｉｃａｌ　ｐｒｉｖａｔｅ　ｎｅｔｗｏｒｋ　ａｎｄ　２３０ＭＨｚ　ｗｉｒｅｌｅｓｓ　ｐｒｉｖａｔｅ　ｎｅｔｗｏｒｋ．Ｉｔ　ｍａｋｅｓ　ｔｈｅ　ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ　ｂｅｔｗｅｅｎ　ｔｈｅ　ｍｏｎｉｔｏｒ　ｓｉｔｅ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｃｅｎｔｅｒ　ｍｏｒｅ　ｆｌｅｘｉｂｌｅ．Ｉｔ　ｕｓｅｓ　ＺｉｇＢｅｅ　ａｎｄ　ＷｉＦｉ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　３０　北方工业大学学报　第２５卷　ｔｏ　ｃｏｌｌｅｃｔ　ａｎｄ　ｅｘｃｈａｎｇｅ　ｄａｔａ　ｗｈｉｃｈ　ｅｎｓｕｒｅ　ｒｅｌｉａｂｌｅ　ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｒｅｄｕｃｅ　ｔｈｅ　ｃｏｓｔ．Ｐｒａｃｔｉｃａｌ　ｔｅｓｔ　ｉｎｄｉｃａｔｅｓ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ｓｙｓｔｅｍ　ｉｓ　ｒｕｎｎｉｎｇ　ｓｔａｂｌｅ　ａｎｄ　ｒｅｌｉａｂｌｅ　ａｎｄ　ｈａｓ　ｔｈｅ　ａｄｖａｎｔａｇｅｓ　ｏｆ　ｌｏｗ　ｃｏｓｔ　ａｎｄ　ｌｏｗ　ｐｏｗｅｒ　ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ．　Ｋｅｙ　Ｗｏｒｄｓ　ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ　ｌｉｎｅ　ｓｔａｔｕｓ；ｒｅｍｏｔｅ　ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ；ｏｐｔｉｃａｌ　ｆｉｂｅｒ；ＧＰＲＳ；ＺｉｇＢｅｅ；ＣＴ　（上接第５页）　［１９］　Ｃａｎｄｅｓｅ　Ｅ．Ｔｈｅ　ｒｅｓｔｒｉｃｔｅｄ　ｉｓｏｍｅｔｒｙ　ｐｒｏｐｅｒｔｙ　ａｎｄ　［２１］　陈琦，王炳锡．一种基于ＤＣＴ变换的语音数字水　ｉｔｓ　ｉｍｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｒ　ｃｏｍｐｒｅｓｓｅｄ　ｓｅｎｓｉｎｇ［Ｊ］．Ａｃａｄｅ—　印算法研究［Ｊ］．信号处理，２００１，１７（３）：２３８—２４１　ｍｉｅ　ｄｅｓ　Ｓｃｉｅｎｃｅ，３４６（１）：５９２－５９８　Ｅ２２］　Ｔｒｏｐｐ　Ｊ，Ｇｉｂｅｒｔ　Ａ．Ｓｉｇｎａｌ　ｒｅｃｏｖｅｒｒｙ　ｆｒｏｍ　ｒａｎｄｏｍ　［２０３　Ｃａｎｄｅｓ　Ｅ，Ｒｏｍｂｅｒｇ　Ｊ，Ｔａｏ　Ｔ．Ｒｏｂｕｓｔ　ｕｎｃｅｒｔａｉｎｔｙ　ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓ　ｖｉａ　ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ　ｍａｔｃｈｉｎｇ　ｐｕｒｓｕｉｔ　ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ：ｅｘａｃｔ　ｓｉｇｎａｌ　ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｆｒｏｍ　ｈｉｇｈ—　［Ｊ］．ＩＥＥＥ　Ｔｒａｎｓ．Ｉｎｆｏｒｍ．Ｔｈｅｏｒｙ，２００８，１２，５３　ｌｙ　ｉｎｃｏｍｐｌｅｔｅ　ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ　ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ［Ｊ］．ＩＥＥＥ　（１２）；４６５５－４６６６　Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ　ｏｎ　Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　Ｔｈｅｏｒｙ，２００６，５２　［２３３　王剑，林福宗．基于ＳＶＭ的数字音频水印［Ｊ］．　（２）：４８９—５０９　计算机研究与发展，２００５，４２（９）：１６０５—１６１１　Ａ　Ｎｅｗ　Ｓｐａｒｓｅ　Ａｕｄｉｏ　Ｗａｔｅｒｍａｒｋｉｎｇ　Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ　Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　Ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｖｅ　Ｓｅｎｓｉｎｇ　Ｚｏｕ　Ｊｉａｎｃｈｅｎｇ　Ｃｕｉ　Ｈａｉｇａｎｇ　（Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　Ｉｍａｇｅ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　ａｎｄ　Ｐａｔｔｅｒｎ　Ｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎ，　Ｎｏｒｔｈ　Ｃｈｉｎａ　Ｕｎｉｖ．ｏｆ　Ｔｅｃｈ．，１００１４４，Ｂｅｉｊｉｎｇ，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ　Ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｐｒｅｓｅｎｔｓ　ａｎ　ａｕｄｉｏ　ｗａｔｅｒｍａｒｋ　ａｌｇｏｒｉｔｈｍ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｖｅ　ｓｅｎｓｉｎｇ　（ＣＳ）．Ｔｈｅ　ａｌｇｏｒｉｔｈｍ　ｔａｋｅｓ　ｔｈｅ　ａｄｖａｎｔａｇｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｆｅａｔｕｒｅ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ｄｉｇｉｔａｌ　ｗａｔｅｒｍａｒｋ　ａｎｄ　ｈｏｓｔ　ａｕｄｉｏ　ｓｉｇｎａｌ　ａｒｅ　ｂｏｔｈ　ｓｐａｒｓｅ　ｉｎ　ｄｉｓｃｒｅｔｅ　ｃｏｓｉｎｅ　ｔｒａｎ６ｆｏｒｍ（ＤＣＴ）ｄｏｍａｉｎｓ．Ｔｈｅ　ｗａｔｅｒｍａｒｋ　ｔｈａｔ　ｈａｓ　ｂｅｅｎ　ｐｒｏｃｅｓｓｅｄ　ｅｍｂｅｄｓ　ｔｈｅ　ｈｏｓｔ　ａｕｄｉｏ　ｓｉｇｎａｌ’Ｓ　ＤＣＴ　ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｓ．Ｔｈｉｓ　ａｕｄｉｏ　ｗａｔｅｒｍａｒｋ　ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ　ｉｓ　ｄｏｎｅ　ｃｏｍｐｌｅｔｅｌｙ　ｂｌｉｎｄｌｙ　ｂｙ　ｔｈｅ　ＣＳ　ｄｅｎｏｉｓｉｎｇ　ｔｈｅｏｒｙ　ａｎｄ　ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｍｅｔｈｏｄ．Ｃｏｍｐｕｔｅｒ　ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　ｓｈｏｗｓ　ｔｈａｔ　ｔｈｉｓ　ａｌｇｏｒｉｔｈｍ　ｃａｎ　ｉｎｃｒｅａｓｅ　ｗａｔｅｒｍａｒｋｓ’ｒｏｂｕｓｔｎｅｓｓ　ｕｎｄｅｒ　ｔｈｅ　ａｔｔａｃｋ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｇａｕｓｓｉａｎ　ｎｏｉｓｅ．　Ｋｅｙ　Ｗｏｒｄｓ　ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｖｅ　ｓｅｎｓｉｎｇ（ＣＳ）；ｄｉｇｉｔａｌ　ｗａｔｅｒｍａｒｋ；ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｄ　ｄｏｍａｉｎ；ｓｐａｒｓｅ；ｒｅｃｏｎ—　ｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ａｌｇｏｒｉｔｈｍ