基于分布式无线TEV传感器的电缆终端局部放电监测系统

电力电缆是城市输配电系统的重要组成成分,其绝缘状态关系着城市供电的可靠性。局部放电检测是识别潜在绝缘故障的有效方法,可用于电力电缆的绝缘诊断。暂态对地电压法(TEV)是一种非电接触且应用较为灵活的局部放电带电检测手段,能够有效检测电缆终端或接头的局部放电。然而,由于电缆附件监测点分布较广,时效性要求较强且电磁环境差别较大,目前的TEV带电检测应用方法存在一定局限性。本文首先分析了电缆终端及接头处内部局部放电信号的时频特性,设计了能够有效耦合暂态对地电压的电容性TEV传感单元及信号预处理电路,并基于TEV物联网传感单元,建立了分布式TEV无线传感网络。本文对暂态对地信号的耦合原理、信号调理和采集、以及数据处理方法进行了研究,通过各传感节点放电量、趋势及模式识别,实现了关联故障预警。     

基于无线传感网的电力仪表监控系统的研究

针对电力系统运行的实际需求,设计了基于嵌入式无线传感网的电力仪表远程监控系统。该系统以大量分布在电力应用系统中的传感器节点为主体,包括了多功能仪表、自动校准软件、上位机监控软件和监控主机等部分。该系统可以显示电压、电流、功率、频率等电力参数,能够实现系统数据智能化、系统化地采集、处理、传输、统计和分析,从而保证生产过程中设备的可靠运行。     

智能电网中的移动互联网应用探讨

移动互联网对于电力系统的发展具有重要意义。目前移动互联网在智能电网建设中的应用还处于起步阶段。文章简单剖析了移动互联网的现状、关键技术和主要特征,梳理了目前移动互联网在电力系统中已有的应用,总结了4种未来可能的典型应用模式。从安全性、可靠性、实时性、受控程度、成本、与云计算的结合、标准化等方面分析了移动互联网在电力系统应用可能遇到的关键挑战。     

一种基于WSN时变性与节点剩余能量均衡的机会路由算法

 为了解决数据报文在无线传感网络中动态路由以及网络内各节点剩余能量均衡问题,该文提出了一种机会路由算法。首先,利用热力学第2定律描述数据报文在无线传感器网络中动态路由的传输过程,其中,为了表征网络内各节点状态的时变性以及剩余能量,提出了机会熵模型;其次,以机会熵模型作为选择下一跳节点的理论依据,并结合蚁群优化(ACO)算法,设计并实现了考虑网络中各节点时变性与剩余能量均衡的机会路由算法(ACO for Time Dependent Opportunistic-routing Protocol, ATDOP),使得数据报文在转发过程时,能够有效地选择下一跳节点,从而使网络内各节点的通信资源和能量资源达到负载均衡。最后,通过实验证明,相对于已有的机会路由协议,ATDOP具有报文成功传输率高、网络有效吞吐量大以及网络工作寿命长等优点。     

基于跨层设计的无线传感器网络节能双向梯度路由算法

针对现有无线传感器网络梯度路由算法在下行路由创建过程和能量更新机制中存在冗余控制开销的问题,该文提出一种采用跨层和功率控制机制,具有节能功能的双向梯度路由算法(Cross-layer Energy-efficient Bidirectional Routing,CEBR):无需使用专门的控制分组,采用源路由方式以较小开销建立从Sink节点通往传感器节点的下行路由;通过跨层信息共享,定期采集节点剩余能量信息并按需发布;设计使用含跳数和节点剩余能量的合成路由度量标准,减少节点能量和网络带宽消耗的同时均衡节点能耗;结合RSSI(Received Signal Strength Indication)测距实现节点发射功率控制从而在数据及查询分组发送过程中节约节点能量。理论分析表明了CEBR的有效性;仿真结果显示:与现有的典型相关算法相比,CEBR能够在建立双向梯度路由的前提下,至少降低34.5%的归一化控制开销和27.12%的数据分组平均能耗,并使网络生存期延长18.98%以上。     

基于LU分解的稀疏目标定位算法

针对基于orth的稀疏目标定位算法中orth预处理会影响原信号的稀疏性的问题,该文提出一种基于LU分解的稀疏目标定位算法。该算法通过网格化感知区域把目标定位问题转化为压缩感知问题,并利用LU分解法对观测字典进行分解得到新的观测字典。该观测字典有效地满足了约束等距性条件,同时对观测值的预处理过程不影响原信号的稀疏性,从而有效地保证了算法的重建性能,提升了算法的定位精度。实验结果表明,基于LU分解的稀疏目标定位算法的性能远优于基于orth的稀疏目标定位算法,目标的定位精度得到了较大地提升。     

基于无线传感网络的移动机器人系统设计

研究了一种基于无线传感网络的移动机器人系统设计方法,在对各个功能模块分析的基础上,设计了移动机器人的避障控制系统,利用多传感器信息融合技术,有效提高了控制系统精度.该移动机器人系统在无线传感网络环境下进行了相关避障实验,实验结果表明,系统设计合理、性能优良、算法适用、可靠性高,能实现预期的实验效果.     

基于无线传感器网络的输电线路在线监测系统

输电线路在线监测系统对保障输电线路的安全运行具有重要意义.根据高压输电线路的布局和监测参数的特点,设计并实现了一种层次型无线传感器网络.子网为ZigBee网络,负责传感器数据的采集;骨干网为基于IEEE 802.11的多跳自组织网络,负责数据的远距离可靠传输.设计了输电线路在线监测系统的无线传感器节点和监测子站,介绍了其软件和硬件结构.进行了无线链接质量测试,得出常对数距离衰减模型与实测数据相符,可以通过接收信号强度指示（RSSI）值判断无线通信质量.     

基于粒子群算法及高斯分布的WSN节点故障诊断

在无线传感器网络(wireless sensor network,简称WSN)中通常需要对网络节点所测量的数据进行处理来判断WSN的运行是否可靠.针对传统算法存在计算复杂、能耗大的问题,提出一种基于粒子群优化算法及高斯分布的WSN节点故障诊断方法.根据粒子群优化算法规则简单和收敛速度快等特点,对节点所测数据进行优化并得到一个相应的阈值范围,通过高斯分布判断所测数据是否满足与所定阈值范围之间的关系来判定节点是否发生故障.试验结果表明,该故障诊断方法能及时、有效地发现WSN异常并诊断出故障节点,提高了WSN工作的可靠性.     

I-MAC: an incorporation MAC for wireless sensor networks

This paper proposes an innovative MAC protocol called I-MAC. Protocol for wireless sensor networks, which combines the advantages of collision tolerance and collision cancellation. The protocol increases the number of antenna in wireless sensor nodes. The purpose is to monitor the occurrence of packet collisions by increasing the number of antenna in real time. The built-in identity structure is used in the frame structure in order to help the sending node to identify the location of the receiving node after a data packet collision is detected. Packets can be recovered from where the conflict occurred. In this way, we can monitor the conflict for a fixed period of time. It can improve the channel utilisation through changing the transmission probability of collision nodes and solve the problem of hidden terminal through collision feedback mechanism. We have evaluated our protocol. Our results show that the throughput of I-MAC is 5 percentage points higher than that of carrier sense multiple access/collision notification. The network utilisation of I-MAC is more than 92%.