无线传感器网络虚拟力覆盖控制及节能优化研究

综合考虑无线传感器网络的能量约束、覆盖要求,结合天线理论,将无线传感器网络的覆盖控制问题归结于一个多目标非线性规划问题,从而推导并建立了一个多目标非线性规划问题的数学模型。解决方法上,提出了一种基于节能的虚拟力优化算法。将传感器节点与目标覆盖区域的虚拟力操作和节点之间的虚拟力操作按节约能耗的约束同时进行,从而达到覆盖控制技术的优化目的。仿真实验表明,该策略对解决多目标非线性规划问题有着良好的收敛性与普适性,可以满足无线传感器网络的覆盖控制要求,并可以将网络的生命周期最大化,提高了系统的性能。     

基于网状拓扑的WSN研究与设计

网状拓扑结构的无线传感器网络是未来WSN发展的方向与目标,本文根据网状拓扑结构的特点,分析了该结构下WSN的优缺点,并针对网状WSN功耗消耗大、网络寿命短的不足,提出了使用网络协调器轮换机制来延长网络寿命的组建策略,从而使网络协调器始终由剩余功耗较多的传感器设备来担当。提高了网络的工作效率,增强了网络的稳定性。最后本文针对传感器设备的能量监测模块给出了具体的实现方法,通过使用DS2786电池能量监控模块实现了网络协调器的轮换,延长了无线传感器网络的寿命。     

基于感知代理和移动控制法则的分布式目标跟踪

针对由无人自动跟踪机器人构成的移动传感器网络中的目标跟踪问题,提出了一种基于感知代理和移动控制法则的分布式目标跟踪方案。首先,在构建移动机器人代理模型和覆盖感知目标跟踪模型的基础上,提出了一种分布式目标跟踪算法,算法由估计阶段和一致性阶段构成.通过这两个阶段的执行,网络中的全部代理就最大感知置信值以及相应的目标状态和后验协方差矩阵达成一致,从而提高各自预测的性能;其次,针对一般移动代理的移动提出了一种基于势场的控制法则,以确保传感器网络在任何时候都保持连接,使得每个移动代理尽可能接近目标,提高其感知置信值,并避免与目标、环境墙壁和其他代理发生碰撞,从而有助于保持该区域的覆盖率在令人满意的水平。仿真实验结果表明,跟踪方案不仅能够提高跟踪精度,而且还具有较好的覆盖感知性能。     

提高寿命周期的节能传感器网络设计

为了延长传感器网络的寿命周期,提出了一种基于整数线性规划约束和流量路由策略的节能传感器网络。首先,把传感器网络用一个图G(V,E)来表示,并将其寿命周期划分为许多个相等的时段,把这些时段称为"回合";然后,根据一个传感器节点在接收和发送一个消息时所消耗的能量,构建出确定基站在可行站点的位置的整数线性规划约束系统模型BSL~(mm)(G,α,K_(max))和BSL~(me)(G,α,K_(max)),前者使得在一个回合中由一个传感器节点消耗的最大能量E_(max)最小化,后者使得在一个回合中全部传感器节点消耗的总能量最小化;最后基于求解2个ILP所得到的流量信息,采用一种基于流量信息的路由策略来确保在每个回合期间能量高效的寻由。性能评价结果表明,系统模型BSL~(mm)(G,α,K_(max))和BSL~(me)(G,α,K_(max))相比于其他2种典型的节能方案,将明显提高传感器网络的寿命周期。     

一种节能高效的无线传感器网络路由优化方法

现有无线传感器网络的迅速发展对其路由协议提出了较多性能评价指标,综合考虑网络能耗、生存期、自适应性等重要因素,提出一种节能高效的无线传感器网络路由优化方法。通过建立无线传感器网络路由优化多指标约束模型,采用基于图论的Dijkstra算法进行路由寻优,得到了满足性能评价指标的网络优化路由,使无线传感器网络寿命更长。仿真结果验证了方法的正确性和有效性。     

基于直接序列扩频的WSN通信信道均衡算法

对无线传感器网络（WSN）通信信道进行均衡设计,抑制无线传感器节点之间的码间干扰,改善通信质量。提出一种基于直接序列扩频的WSN通信信道均衡算法。进行了WSN的信道模型设计,为了降低信道输出的稳态误差,采用时间反转镜为匹配滤波方法,进行多径信道的码间干扰滤波,设计自相关匹配滤波器,通过直接序列扩频方法实现WSN通信的信道均衡。仿真结果表明,采用该算法进行WSN的通信信道均衡设计,发射信号沿各个路径到达接收机的信号分量得到准确分离,信号的多径分量得到无误码接收,通信信道均衡效果较好,通信误比特率低于传统方法,改善了WSN通信质量,展示了较好的应用价值。     

面向城市配电网的延长网络寿命路由算法

配电网智能化是提高供电可靠性和供电质量的重要手段,对配电网状态进行实时监测是实现配电网智能化的重要基础。无线传感器网络以其独有的组网灵活性、可扩展性和自组织自恢复能力,在智能配电网通信中得到了广泛关注。路由算法是无线传感器网络的网络层关键技术,算法应从整个网络系统角度,考虑网络能量的均衡使用,最终延长网络寿命。而传统的无线传感器网络因节点受能耗及路由算法限制,网络寿命较短。研究配电网应用场景下的能耗均衡路由算法成为无线传感器网络应用的一个关键问题。文中提出一种面向城市配电网的延长网络寿命的路由算法,能够平衡网络节点能量消耗,进而延长网络寿命。仿真结果表明,提出的方法能够有效延长网络寿命,适合在配电网通信中使用。     

分区能量均衡的多移动机器人 WSN 孤岛结盟方法

为了提高多移动机器人无线传感器网络(WSN)中孤岛结盟方法的效率，提出了基于分区能量均衡的多移动机器人WSN孤岛结盟优化问题的解决方案，并给出解决该问题的近似算法。首先，在相关模型假设及符号定义的基础上，借鉴分治和局部优先思想，提出能量均衡的连接机制，引入轮次迭代过程，对该方法进行了公式化描述。其次，基于启发式算法，设计了基于移动机器人能量均衡的中继部署算法。最后，与现有方法进行对比试验，结果表明所提出的方法在保持能量均衡的前提下，能够节约连接成本，提高WSN孤岛结盟的效率，并延长网络生命周期。     

应急通信中WSN系统模型及性能评价指标体系研究

应急通信环境复杂多变,对无线传感网（WSN）的服务能力提出了更高的要求。为了更好地在应急通信环境中部署和应用WSN,给出了一种适用于应急通信的WSN系统模型,并就网络拓扑、部署方式、感知模型、能耗模型以及覆盖和连通性等进行了说明。在常规网络服务评价指标的基础上,制定了WSN的性能评价指标体系,提出的WSN系统模型和评价指标体系能够较好地反映无线传感网络的特点和应用需求,对实际网络的设计和评价具有一定的指导意义。     

自适应人工免疫网络算法的无线传感网络拓扑结构优化

无线传感器网络(MWSN)具有动态拓扑的特性,因而节点移动、能量消耗等影响因素会导致传感器网络的寿命。在现有层次型拓扑控制算法的基础上,借鉴adhoc网络层次拓扑生成算法WCA的设计原理,提出一种应用于无线传感器网络的新型层次型拓扑结构优化算法。该算法综合考虑节点的能量和位置状况,为每个节点定义不同的权值,从中选出性能优越的节点担任簇首,同时通过设置节点度参数来确保最优的拓扑结构。同时依托自适应人工免疫网络算法,用于实现MWSNs的目标。仿真结果表明,改进的人工免疫网络算法(KC-AAINA)有助于找到良好的聚类配置和簇头数量,限制了节点能耗,改善了MWSN的网络寿命、能量消耗和分组传输,从而提高网络生命周期。     

新一代电力通信宽带综合传送网建网探讨

介绍了我国电力通信专用网的现状和未来发展趋势,论述了我国电力通信专用网骨干网“十五”建设目标,并就我国新一代电力通信宽带综合传送网建网问题进行了探讨。     

配电网快速网络拓扑分析算法

缩小搜索范围是提高拓扑速度的关键,输电网可采用厂站内搜索法来缩小搜索范围,配电网则不适合。给数据排序是缩小搜索范围的有效措施,但排序比较费时。为此,提出了把全局拓扑分成静态拓扑和动态拓扑的想法。静态拓扑仅处理排序工作,可预先计算;每次全局拓扑只运行动态拓扑,由于数据已经排序,计算速度很快。同时提出了使用节点支路关联数据形成岛的方法,由于此数据可以在静态拓扑中处理,因而进一步提高了配电网网络拓扑的计算速度。实际算例验证了所提出的算法的有效性。     

电力企业局域网技术研究与应用

为提升电力企业行政办公网络的稳定性和可靠性,对传统的基于树型局域网网络拓扑运行中频出的故障进行研究,结合企业实际网络环境,设计出新的网型网络拓扑结构,并启用相应的网络协议抑制各类网络故障。通过分析比对近2年不同网络架构运行环境下的故障数据统计,证实了改进后的办公局域网的网络结构较传统办公局域网的网络结构更为稳定可靠。     

城市电网的结构化设计

首次提出城市电网的结构化设计思想和方法，并实际应用于某城市电力系统规划研究， 取得令人满意的结果。     

基于节点影响力的电力通信网拓扑结构诊断

结合电力通信网络的结构特征,建立了面向电力通信网络的复杂网络模型,从节点邻居拓扑特征和网络聚合特征出发定义了节点影响力。采用网络属性值信息熵计算网络拓扑特征及其对节点影响力的整体贡献度,从连通性和网络效率的角度分析节点故障后对网络拓扑抗毁性和鲁棒性的影响。分别针对BA网络、WS网络、地市骨干电力通信网络和省级骨干电力通信网络的节点影响力进行了仿真分析。结果显示在网络效率和连通度方面,与采用其他复杂网络指标的方法相比,所提出的方法能够更好地反映关键节点的传播影响力。     

县城电网改造中若干问题的探讨

根据县城电网的特点,引出县城电网改造中存在的一些技术问题。如线径选择、负荷分区、电杆选型、环网化和绝缘化等,结合实际工作中的具体做法,结合城网规划导则,提出了一套切实可行的解决办法。     

配电网实时线损计算系统

提出了一个基于已有SCADA/GIS平台,利用配网监控终端数据．实时计算配网线损功率的系统。该系统能适应弱环网等复杂的配网运行方式,并能快速准确地计算出配网中每一段支路每一个变压器的功率损耗情况．为配网线损的管理分析提供可靠的基础。     

终端接入网网管系统研究

为解决智能通信配电网中通信网络规模的扩大、终端设备种类的增多、通信技术更新的加-陕、网络拓扑结构复杂,使得驾驭通信网络的难度加大等问题,文章提出终端接入网网管系统。首先从智能配电网通信发展要求出发,分析被管网络的网络结构,并提出了终端接入网系统的总体体系结构以及总体资源模型,根据智能配用电通信的管理需求,详细分析本系统各个模块的功能。最后对系统的安全防护体系做出深入分析。     

株洲配电通信网络建设方案研究

通信网络是维系配网自动化主站、配电终端和业务信息的纽带,是配电自动化系统不可缺少的重要组成部分和重要技术手段。文章在论述株洲配电自动化试点区电力通信网现状的基础上,结合配网自动化对通信通道的需求论述系统建设的可行性,并确定配电通信网络的技术指标通过对各种主流通信方式的比较,结合株洲地区用电网的特点,选定适合株洲地区配、乜自动化系统发展的通信方式,并对省内已建成的配电通信网组网方法进行研究,提出一种改进的网络建设方案,以达到建成后的配电通信网络结构清晰、施工方便、维护难度降低等特点。     

电力调度数据网结构特性分析

提出运用复杂网络理论从结构的角度分析电力调度数据网的复杂性及脆弱性。现有的电力调度数据网大致可分为双星型和网状2种典型结构,从统计特征参数、度数累积分布以及介数累积分布3个方面对这2种电力调度数据网的结构进行了分析,发现双星型网是典型的无标度网络,而网状网是典型的小世界网络。继而以单一故障和连锁故障分别衡量了2种网络的静态脆弱性和动态脆弱性。结果表明：1）电力调度数据网的脆弱性与其网络结构有很大的联系,单一故障时,双星型结构的调度数据网对选择性攻击表现得更加脆弱;2）双星型结构的调度数据网不容易发生连锁故障,网状结构反之。连锁故障时故障概率较高的节点仍集中在介数高的节点。