无线自组网在变电站综自系统中的应用探讨

剖析了多种变电站自动化系统的通信网络,明确了各自的适用范围,并指出随着电力系统和通信技术的发展,无线通信将在变电站自动化系统中崭露头脚.提出了变电站无线自组网方案,根据变电站具体情况和对目前主流的路由控制和MAC协议的分析,选择了适合变电站自组网的路由算法和MAC协议.     

基于最佳数据包长度的MAC机制在无线Mesh网中的应用

MAC协议是无线Mesh网络中的一个重要研究领域.无线通信环境中存在着各种干扰,当发送的数据包受到干扰而不能被正确接收时,MAC协议要求发送端重传该数据包.传统的IEEE 802.11协议在物理层中提供了多种数据速率,如IEEE 802.11b协议中数据以1,2,5.5,11 Mbit/s传送.提出了一种根据信道条件和传输速率,自适应选取最佳数据包长度,并利用RBAR和OAR方式工作的MAC方法--DSAOAR.仿真结果表明,新的机制可以极大地改善网络性能,提高通信质量.     

矿井无线传感器网络高效MAC协议研究

针对矿山井下巷道容迟无线传感器网络环境,在EQ-MAC基础上提出一种基于预测接收节点发起传输时间的MAC协议,从而减少发送节点空闲侦听。引入短竞争报文避免接收节点处数据包的冲突,并建立节点退避状态模型对MAC层传输性能进行分析。仿真结果表明提出的MAC协议能较好的满足井下无线传感器网络环境对数据通信和监控可靠性的要求,短竞争报文退避传输机制能有效解决接收节点处数据包传输冲突问题。     

基于输电线路监测的无线传感器网络路由优化技术研究

电力输电线路是电力系统的重要组成部分,其运行状况直接关系到整个电力系统的安全。无线传感器网络作为现代信息采集的重要技术,具有低功耗、低成本的特点,适用于长链状分布的输电线路的监测。针对长链状无线传感器网络对数据传输实时性和可靠性要求较高的特点,论文从无线传感网络路由算法优化方面展开研究,提出了一种最大最小蚁群算法,并对所提出的方法通过利用CC2530F256通信模块搭建的长链状无线传感器网络进行了实验验证。实验结果表明了算法的有效性及可行性。     

无线传感器网络MAC层传输性能模型研究

无线传感器网络数学建模是网络传输性能定量分析的有效方法之一。该文在分析IEEE802．15．4标准MAC层无信标模式信道竞争机制的基础上,通过节点缓冲队列状态分析、网络节点状态分析和无线信道状态分析,建立了MAC层网络吞吐率、有效吞吐率、节点通信平均延时和信道冲撞概率的数据传输性能数学模型。采用MATLAB软件和QualNet网络仿真软件对所提出MAC层传输性能分析模型和相应性能参数进行仿真测试。仿真结果表明,所提出的数学模型能较为准确的模拟无线传感器网络MAC层通信性能,为网络通信协议数据传输性能定量分析提供了一种建模分析方法。     

基于节点传输碰撞的Ad Hoc电源监控系统设计

为了提高电源监控系统的实时性,应用WSN(无线传感网)构建了Ad Hoc网络系统结构,并论述了系统下面三层的设计方案。电源监控系统的MAC层采用IEEE802.11协议。为了优化节点的信道接入效率,提高数据的吞吐量,采用节点传输碰撞控制方式来对网络的连接状态进行评估。仿真结果表明,利用该方法改进的电源监控系统在数据吞吐量和传输速率等方面具有良好的效果。     

无线传感网低开销型数据可靠传输方法的研究

利用GPRS网络实现传感数据远程采集的无线传感网应用已经得到越来越广泛的运用。由于GPRS网络不稳定,传感节点传输常会出现数据丢包。如何保证电池供电的传感节点数据可靠传输,同时降低传感节点传输开销,延长传感网整体寿命是个很重要的研究课题。分析了RMST、ESRT和PSFQ等无线传感网络协议在该数据传输问题中的适用性,提出了一套拥塞控制型数据分包传输协议CCDS,协议具备拥塞控制、选择性重传等特性。通过理论分析仿真、实验测试,对比了CCDS与RMST的传输开销,验证了CCDS协议在传感器节点数多、网络不稳定的环境下,数据可靠传输的低开销性,从而延长无线传感网整体寿命。     

智能楼宇中无线传感网混合接入设计

本文针对智能楼宇环境,设计并实现无线传感网络、电力线载波网络和以太网接入的混合网络。文中的混合网络中,无线传感网络在频域和空域上分割子网,并在每个子网的接入节点进行了分布式判决。电力线载波网络将各个无线传感网进行连接,并通过以太网接入节点将信息采集并发送至Internet。本设计在保留了无线传感网优点的前提下,利用了现有电力网络布线设施,并且满足远程监控要求,同时解决了无线传感网随着节点数目增多而信号连通性急剧下降的问题。使得智能楼宇环境中组建大型无线传感网络成为可能。     

基于群一致性的大规模无线传感网时间同步

时间同步对无线传感器网络的设计和应用起着至关重要的作用。只有当传感器网络中的所有节点保持同步,用户才能精确的知道在其检测的区域的信息。提出了一种新颖的完全分布式的无线传感器网络时间同步协议,称为GCTS(group consensus time synchronization)。每一个节点通过收集其周围一群节点的时钟信息,然后利用群一致性协议对这些时钟信息进行处理并将此值更新为新的时钟。该协议的优点是完全分布式,并且计算简单,收敛快速,能耗较低。同时利用Lyapunov稳定性理论和图论,对该同步算法的收敛性进行了理论证明。最后将此适合大规模无线传感器网络的协议在MATLAB中实现,其实验结果符合预期分析。     

基于VANET分簇的车辆碰撞警告信息传输

针对车载自组网传输车辆碰撞警告信息所产生的网络洪泛和盲目传输问题,提出并实现了一种基于相邻车辆间距的车载自组网分簇算法,利用该算法对车辆分簇,确定了安全相关车辆和碰撞警告信息的传输范围,并在此基础上构造骨干网络以避免网络洪泛.此外,设计了相关MAC层协议来保证该类信息优先访问无线信道.仿真结果表明,相对于传统方法的20 s传输时延,方法在0.1s内就将碰撞警告信息传递到所有车辆,显著降低了该类信息的时延,减少了车辆碰撞次数.     

面向输电线路监测的无线传输网络QoS保障技术研究

电力输电线路是电力安全输送的重要环节,其健康状况直接关系到电力系统的安全运行。无线传感器网络作为现代信息采集的重要技术,具有低功耗、低成本的特点,适用于长链状分布的输电线路的监测。针对长链状无线传感器网络对数据传输实时性、可靠性要求较高的特点,从路由算法方面展开研究,采用改进的多蚁群算法进行网络路由优化,并将QoS参数融入蚁群算法,从而实现网络QoS的有效保障,并对所提出的方法通过利用CC2530通信模块搭建的长链状无线传感器网络进行了实验,实验结果表明,该方法有效、可行。     

基于服务质量的无线传感器网络MAC协议模型研究

无线传感器网络高性能通信要求MAC协议具有服务质量(QoS)保障功能,以满足数据传输实时性和可靠性需求。针对通过增加额外通信开销实现MAC协议QoS功能所导致传输性能降低的问题,提出一种基于分类优先不公平信道竞争访问的UC-MAC协议,通过节点状态、信道状态和网络状态分析,建立MAC协议多优先数据传输性能分析数学建模,并仿真验证了UC-MAC协议的QoS保障功能和数学模型的准确性。与其他MAC协议对比仿真测试结果表明,UC-MAC协议不改变IEEE802.15.4标准信道访问方式,不增加任何额外通信开销,在网络的吞吐性能和QoS功能两个方面同时得到提升。     

基于QoS的变电站设备无线监测网络拓扑研究

随着无线传感器网络在智能变电站不同业务应用中的深化,网络的高数据率传输和网络的服务质量（qual-ity of service,QoS）问题成为无线传感器网络（wireless sensor network,WSN）的新热点。针对智能变电站的设备状态监测应用,利用无线传感器网络技术,建立分簇的三层智能变电站设备无线监测网络结构;参考 Zigbee协议和 IEC 61850报文规定,对监测网络数据流进行建模;从用户感知 QoS、网络 QoS 和节点 QoS 三个方面,结合Opnet仿真功能,提出包括端到端时延、MAC层时延、MAC层吞吐率、MAC层丢包率、数据碰撞、丢包率、比特误码率、信噪比和接收功率的QoS指标。根据实际变电站设备监测配置,建立起仿真网络模型,仿真研究表明相比于树状拓扑、Mesh拓扑网络,设计的簇状拓扑网络具有更好的QoS综合性能。     

基于ZigBee的微网控制策略研究与实现

良好的微网控制策略是解决分布式电源并网的重要方法。在研究微网控制策略的基础上,提出了利用物联网的技术和手段对相应的功能进行设计和实现的方案。介绍了微网的运行方法,选用了Droop控制方法作为微网的并网控制策略,并采用无线传感网络技术对其功能进行了实现。     

流量自适应的无线传感器网络媒体访问控制协议

在参考无线传感器网络媒体访问控制协议(MAC)———S-MAC的基础上,提出了基于流量的占空比动态调整的无线传感器网络MAC协议(E-MAC)。协议通过改进睡眠策略,增加新的数据发送周期,在提高数据转发率的同时,又实现了由此带来的额外能量损耗极小化控制。实验表明:相较于现有协议,在没有明显额外能量损耗的情况下,E-MAC协议具有更高的数据分发效率、更短的数据分发延时。     

电力无线传感网双模接入终端的研究与设计

为了保证无线传感网与宽带无线通信网相互融合,构建面向智能电网的新一代电力物联网信息通信体系,实践智能电网的互动特性,在分析电力无线传感网与宽带无线通信网的通信连接方式的基础上,提出了终端的设计方案:按照电力无线传感网运行需求进行功能设计,利用双模来保证电力信息传输的可靠性,按照结构化、模块化思想设计终端的软、硬件部分.最后对终端的性能进行了测试,测试结果表明该方案能可靠保证网络间的融合与网络间数据的透明传输,降低网络延时.     

一种适用于广电双向改造的EoC MAC协议

作为"数字电视网"的基础,有线电视网的双向化改造既是有线网络数字化的前提,又是有线电视网络走向"三网融合"的必经之路.针对有线电视网双向化改造工程,本文深入分析了我国有线电视网双向化改造的总体需求,提出了一种基于CCAS 规范的EoC MAC协议;重点介绍了CCAS MAC协议的层次架构和采用的关键技术,并给出了MAC 协议的实现方案;最后介绍了自主设计开发的硬件板级验证平台.CCAS MAC协议为EPON+EoC的双向改造模式的实施提供了更多的支持与选择.     

以太网与控制网的性能仿真评估研究

讨论了以太网和控制网的网络工作机理，对以太网总线和控制网总线的介质访问控制(MAC)的子层协议，采用带碰撞检测的载波侦听多点访问方式(CSMA／CD)和控制网的令牌传送总线作了详尽的比较，并用仿真方式比较了它们的传输时间和数据编码效率。     

格式网与链状网汇集风电功率能力的比较

集中式风电场的风机台数多,风电功率大,为了提高风电场集电网的可靠性,提出采用10 kV或35 kV格式网建设风电场的集电网。建立格式网模式风电场集电网的拓扑结构、停运率评估模型,提出格式网和链状集电网的停运率指标,利用MATLAB/Simulink搭建格式网和链状集电网的停运率仿真模型,比较2种集电网电缆故障切除前后汇集母线的电压电流水平以及2种电网汇集风电功率的能力,对比实例中格式网和链状集电网的电缆投资和电量收益。结果表明：链状网等效电量不足期望值是格式网等效电量不足期望值的4.6倍,格式网集电网比链状集电网的总体收益高61.2万元,格式网汇集的风电功率大,有利于风电功率的送出,投资前景良好。     

无线传感网协议测试平台研究

随着网络测试技术的飞速发展,无线传感网测试技术的发展也是日新月异,从物理量测试到协议符合度测试,从功能测试到性能测试,从射频一致性测试到协议一致性测试,测试平台的搭建成为了整个测试系统构建工作中的关键。结合近年来无线传感网络的发展趋势,在理论推导及数据仿真的基础上,设计了一种可支持无线传感网络协议测试验证的平台,综合介绍了无线传感网络协议测试平台的整体构建,以及核心模块关键技术的设计思路,为无线传感器网络的节点产品研发测试验证提供了依据和手段。