基于RSSI技术提高直流线路电场测量无线网络节点定位精度的算法

在基于无线传感器网络的直流线路合成电场测量系统中,传感器节点位置的自动获取可以有效地减少测量工作量,提高测试效率。传统的接收信号强度(received signal strength indicator,RSSI)定位方法利用经验值选取路径衰减指数,易导致定位误差较大。为提高传感器节点的定位精度,提出一种实时估计路径衰减指数的定位方法。该方法利用参考节点间距离和未知节点收到的RSSI值来实时估计路径衰减指数,并利用它来估算距离,从而减小定位误差,提高算法对不同环境的适应性。实验结果表明,在公园草坪、学校操场以及特高压直流试验基地直流试验线段电磁环境测试场3种典型的电场测量环境下,该算法的定位精度均较其他RSSI算法高。     

基于位置信息的无线网络协作路由算法

网络生命周期是评价能量受限无线网络性能的重要指标之一,如何有效延长网络生命周期是影响该类无线网络实际应用的重要问题,优化发射功率或节约能耗是比较常见的解决方法之一。针对直接和协作2种传输链路,将协作通信技术与路由机制相结合,并基于节点的位置信息,提出一种最大化网络生命周期的协作路由算法。该算法在保证一定中断率的前提下,运用非线性规划方法求解最优发射功率,进而构建由节点发射能耗、接收能耗和剩余能量组成的权值代价公式。然后,基于Dijkstra’s最短路径,依据权值代价公式建立从源节点到目的节点的协作路由。仿真实验结果表明,该算法可以降低节点的发射功率,减少节点的能量消耗,从而有效的延长网络生命周期。     

基于动态贝叶斯 LS-SVM 的水下节点移动预测定位算法

针对水下无线传感器网络环境的复杂性和节点的动态性所导致的节点定位精度低的问题,提出了一种基于动态贝叶斯 LS-SVM 的水下无线传感器网络节点移动预测定位算法;该算法以信标节点到通信半径内所有信标节点的距离和跳数矩阵作 为训练集;利用贝叶斯证据框架构建贝叶斯 LS-SVM 模型,将未知节点与信标节点之间的跳数向量作为测试集;将测试集代入 到训练好的贝叶斯 LS-SVM 模型中来确定节点之间的距离,进而建立节点与信标节点距离矩阵的方程并利用最大似然估计法 对未知节点坐标进行估算;最后,通过循环迭代的方式对所有未知节点进行定位的同时使用自适应增减算法动态调整模型参数 和预测模型,以适应数据的动态变化;实验结果表明,该算法相同的节点密度下相较于 SLMP 算法、RTLC 算法、NDSMP 算法以 及 MPL 算法的平均定位误差分别降低了 24. 77%、22. 25%、3. 1%、6. 5%,有效地实现了水下未知节点的动态定位。     

基于三角不等式的加权双曲线定位DV-HOP算法

针对DV-HOP算法中信标距未知节点越远其测距误差越大的问题,提出了一种基于三角不等式的加权双曲线定位DV-HOP算法。该算法在计算信标间的距离和未知节点到一跳信标距离的基础上,利用三角不等式对未知节点到多跳信标的距离进行约束,以减小测距误差。在双曲线定位过程中引入一个与距离成反比的权值,以降低测距误差对节点定位精度的影响。仿真实验表明,在相同的条件下,与DV-HOP及相关改进算法相比,定位精度分别提高了13%和7%以上,且稳定可靠、易于实现。     

基于综合权值校准与均跳估测的移动物联网终端坐标感知算法

为提高移动物联网感知终端的定位能力,降低因信道噪声而导致的乖离现象,提出了基于综合权值校准与均跳估测的移动物联网终端坐标感知算法。首先,将定位数据报文拆分为定位节点坐标、跳数、定位节点ID三部分,待定位节点通过解析定位数据报文,获取与定位节点间的跳数及坐标,当仅当待定位节点同时接收到多个定位数据报文时,从中解析定位节点坐标,并根据接收到的3个定位节点坐标来构建三角定位方法,以精确获取坐标,降低坐标抖动现象。随后,根据均方差理论来设计了基于权值微分修正的邻域半径预定位方法,实现定位坐标的精确化获取,引入微分方式增强定位精度。最后,根据不同定位节点在网络中的权值差异,设计了基于均跳估测的终端坐标精确化方案,采取均衡化机制来增强网络对节点的捕捉能力,以修正节点坐标,从而提高物联网终端感知精度。仿真实验表明,与当前相关的物联网节点定位技术相比,该算法具有更低的节点坐标乖离程度和更强的运动轨迹预测能力。     

基于序列加权的无线传感器网络定位算法

针对阶次序列定位算法的复杂度高和定位精度低的问题,提出了一种新的无线传感器网络阶次序列加权定位算法,给出了该算法的基本原理与实现方法。该算法首先采用Voronoi图对定位空间进行划分,将多边形的点、面的重心及其和边界交汇点作为虚拟信标节点,然后建立虚拟信标节点到信标节点的阶次序列表。最终,该算法计算未知节点序列与构建的最优序列表中各序列的Kendall阶次相关系数,通过对系数的归一化处理实现未知节点位置的加权估计。仿真结果表明,新算法在降低算法复杂度的同时降低了边缘节点定位误差,定位精度也有所改善。     

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。     

基于能耗均衡的ZigBee温室监控系统分簇路由算法

在ZigBee网络中,传统的路由算法单纯的减少网络的总体能耗,而忽略了网络能耗的不平衡导致局部网络能量的枯竭,导致网络瘫痪的问题。针对这一问题,文中从网络中节点能耗均衡出发提出了一种基于权值机制的非均匀分簇路由算法。实验表明该算法能有效地降低和均衡网络节点能耗,大大延长网络寿命。     

基于移动信标的水下无线传感器网络定位算法

针对现有水下无线传感器网络定位算法定位精度不足且无法适应水下多变的网络拓扑的问题，提出一种基于移动信标的水下无线传感器网络定位算法。首先通过RSSI测距定位和DV-Hop算法获取未知节点的大致分布情况，其次以未知节点定位覆盖率作为目标函数，采用经过自适应惯性权重和柯西-t扰动策略优化的改进秃鹰搜索算法迭代求解信标节点移动的最优位置，最后信标节点移动到最优位置再对未知节点进行重新定位。仿真结果表明,与对比算法相比，移动信标节点定位算法能有效提高未知节点定位精度，在网络拓扑变化时也能保持较高的定位精度且定位效果稳定。     

一种电力光纤通信网的抗毁性评价算法

为保障电网安全稳定运行,进行了电力光纤通信网抗毁性研究。提出的抗毁性评价算法把实际电力光纤通信网抽象为图,在图论基础上,研究节点和边逐步故障失效后网络效率的变化程度。综合考虑全网度数的减少以及各个节点和边的权值,得到各个节点和边的故障影响度,进而计算其标准差得到全网抗毁度。该算法结合实际情况考虑了权值对故障影响度的加权作用,并克服了以往算法忽略边故障的不足。经过实例分析验证了算法的准确性和可靠性。     

RSSI信号滤波技术在机器人导航中的应用

针对RSSI方式对移动节点进行导航定位时会引入较大的模型误差的问题,提出了一种高效的硬件分组粒子滤波算法对节点间RSSI信号进行滤波预处理,确保RSSI值和节点间距离呈单调函数关系。直接利用RSSI信息和网络拓扑结构实现机器人定位,避免将RSSI值转换为几何距离时带来的模型误差。将滤波处理和导航计算分散到多个信标节点上执行以提高算法实时性,在导航实施之前无需精确已知各信标节点的几何坐标,免去了人工部署信标节点的步骤,可适合网络拓扑结构或环境参数频繁变化的场合,该方法在现场实验中导航控制精度可达到0.6 m。     

基于ZigBee无线传感器网络的变电站人员定位的改进算法研究

为了对在数字化变电站中的人员进行精确、低成本的定位,将ZigBee无线传感器网络引入到变电站,并对其目前用于变电站中人员定位的直接测距算法进行了改进,提出了模糊推理算法。该算法将每个参考节点接收的信号强度和参考节点间的相对距离作为输入,经模糊化、模糊推理、去模糊化后得到每个参考节点接收信号强度的可信度,然后取三个可信度高的参考节点进行三边定位计算。仿真结果表明,所提出的算法可在使用较少节点且不添加任何硬件的条件下明显提高变电站中人员的定位精度。     

接地网腐蚀分块诊断的混合优化算法

为提高接地网腐蚀诊断的速度和精度,提出一种接地网分块诊断方法,采用节点撕裂的方法,将接地网自动撕裂成若干个子网络和一组自由支路,建立反映子网络等效不定节点导纳与可及节点电压和撕裂点广义节点电流之间非线性关系的多目标优化模型。求解模型的算法结合了粒子群算法和最小二乘法的优点,并提出双层粒子群的思想,充分利用粒子群算法的快速收敛性和全局寻优能力得到符合优化模型的有效解,然后利用最小二乘法确定最优解。对110 kV 蒲城变电站接地网的仿真测试验证了算法的有效性。     

基于节点相关度的电力线载波通信路由算法

针对窄带电力线网络节点通信状态变化剧烈和通信成功率低的问题,提出了一种新的基于节点相关度的动态网络分簇算法.该算法根据接收信号强度、历史抄通概率和网络连通度选取簇头节点,根据节点相关度确定簇内成员;在算法稳定工作阶段,路由以固定数据传输和网关节点主动发起传输相结合的方式来完成数据收集;当部分网络节点以现有路径不能正常通信时采取基于邻居节点数目的概率泛洪机制重构网络,可保证数据的即时传输.分析表明该路由器具有灵活性、实用性和有效性.     

基于节点-链路评估模型的移动物联网数据传输稳定算法

为解决移动物联网数据传输过程中存在的数据传输质量不高、网络传输带宽较低等不足,提出了基于节点-链路评估 模型的移动物联网数据传输稳定算法。 考虑节点移动特性,设计了一种新的基于节点-链路评估模型,实现数据传输过程的多 维度评估。 随后,根据节点-链路评估模型,提出了数据传输依序度、中继链路控制度、传输能量可控度 3 个指标;并通过匹配节 点的传输功率,设计了基于数据传输依序度的移动物联网链路稳定方法,采用泊松分布模型来构建基于中继链路控制度的节点 稳定方法,并通过预估节点受限性能,提出了基于传输能量可控度的节点失效态传输节能方案,分别从节点、链路、能量 3 个层 次优化了移动物联网数据传输性能,有效提高较网络传输的稳定性。 仿真实验表明,与基于似然估计补偿机制的移动无线传感 网数据控制同步传输算法和基于预发射-精度提升机制的 LTE-5G 数据传输算法相比,所提算法具有更低的网络拥塞水平和节 点受限概率,以及更高的网络传输带宽。     

局部放电全站定位综合算法

提出了一种适用于变电站大范围监测的局部放电定位算法。该算法基于接收信号指示强度（RSSI）,结合传感器数据实际情况补充计算节点。与传统三边加权定位方式不同,引入不定量条定位中垂线与三边区域共同加权。该模型考虑现实情况下放电位置在高度轴上与传感器群不在一个平面的情况,通过中垂线的引入可以有效地抑制定位误差。实验结果表明,所提出的改进定位模型能有效地匹配现实放电监测硬件,定位误差小于传统三边加权定位,结果符合工程要求。     

电力通信网关键节点辨识方法研究

随着智能电网建设的推进,作为电力系统通信专网的电力通信网结构日渐复杂,承载业务量也日益增多。为准确辨识电力通信网的关键节点,提出多评价指标的关键节点辨识方法。首先按照网络拓扑情况和节点凝聚度计算各节点的静态重要度,根据节点所承担业务数量和种类计算各节点的业务重要度。然后利用三标度层次分析法确定两个指标的权重。最后根据指标及其权重计算各节点重要度,完成电力通信网的关键节点辨识。仿真表明,相对于其他算法,该算法能够更好地综合电力通信网拓扑特性和节点业务量情况,全面体现出各节点在电力通信网中的地位和作用,对电力通信网的运行风险评估具有重要参考价值。