高压输电监测无线传感网功率控制算法

为了延长网络生命周期,解决高压输电监测的无线传感器网络中节点能量受限问题,结合应用背景的实际特点,提出一种基于节点动态聚类的功率控制算法。该算法以高压输电监测的网络架构为基础,分析传感器节点间的空间几何位置关系,综合考虑空间几何信息与节点剩余能量,利用聚类分析方法对网络内具有相似性的节点进行动态聚类,使数据转发在类区域代表节点之间传递。同时,采用可变的功率调制技术进行数据传输。仿真结果表明,该算法能够有效地降低网络能量消耗,并延长网络的生命周期。     

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。     

WSAN二次分簇架构模型中实时路由策略研究

为解决无线传感器／执行器网络受到干扰导致实时性降低的问题,提出基于节点间数据传输成功率的实时分簇路由协议（RCRPSR）。通过节点一次成簇、节点二次成簇、执行器节点到sink节点路由选择,选择数据传输成功率较高的路径传输数据,降低传输失败的概率,减少数据传输时延,提高网络实时性,同时使用二次分簇架构,划分了3层网络和3种不同功能的节点,使不同功能的节点采用不同的发射功率,在保证网络连通性的同时减少能量消耗,延长了网络寿命。仿真结果表明,在网络中数据传输成功率下降时,相比传统协议,采用RCRPSR协议传输时延降低2—5倍。     

改进蚁群算法的无线传感器网络路由优化与路径恢复算法

无线传感器网络中的能耗问题一直是研究的热点之一。为了寻找网络中数据传输的最优路径,提出了一种新的基于蚁群算法的无线传感器网络路径寻优和恢复算法。通过改进的启发函数,综合考虑节点通信时的传输距离、传输方向和剩余能量,使得从源节点到目的节点能够找到一条最优的路径,以降低网络的能量消耗、延长网络的生存周期。同时提出了基于死亡节点的路径恢复策略,使得在最优路径上出现节点死亡的情况时,最优路径能够快速恢复,以减少路径再次寻优的时间。通过仿真实验,结果表明新的蚁群算法能够有效降低节点的能量消耗,延长网络生存周期,并在出现节点死亡时,能够对最优路径进行快速恢复。     

图论在无线传感网络路由协议中的应用研究

为降低无线传感网络节点能耗,延长网络生存时间,将图论最优选址问题用于分簇路由协议设计。依据节点剩余能量,结合图论的中心论算法进行簇头选举,以降低和平衡簇内能耗。依据下一跳簇头的能量消耗情况,使用Dijkstra算法设计最佳路由,确定最佳跳数,以降低数据传输的通信能耗,均衡全网能量。将此算法用于机场助航单灯监控系统,并与AL-CAME和ECOMP协议进行对比,仿真结果表明,此算法网络开销最小,节点剩余能量值远大于其他两种算法,网络能耗分布更为均衡,有效延长了网络的生命周期。     

基于蚁群算法和等级化思想的非均匀簇协议

针对多跳通信的无线传感器网络,设计了基于蚁群算法和等级化思想的非均匀簇协议（Ant＆Level Based Uneven Clustering Protocol,ALUCP）,适应于汇聚节点位于感应区域外的应用场合。ALUCP将网络划分为K个等级区域（K-Level）,利用蚁群信息素选举最优簇首,结合节点等级信息构造非均匀的簇结构,使较小等级内的簇首拥有较少的簇成员,反之亦然,并同时在不同等级簇首之间形成到汇聚节点的路由信息。仿真结果表明ALUCP能够使网络中不同等级内的簇首等比例地消耗能量,有效地解决了负载平衡问题,延长了网络的生命周期。     

链首节点轮换的无线传感器网络路由算法研究

为了进一步降低无线传感器网络数据传输过程的能耗,在深入研究和分析PEGASIS协议及其相关改进算法的基础上,提出了一种能耗均衡的无线传感器网络路由算法(Energy Balance-PEGASIS,EB-PEGASIS)。该算法通过将网络区域划分为若干等宽的子区域,每个子区域内的所有节点形成一个链,由链首节点负责与基站通信。针对链首节点能量消耗太大有可能过早死亡的问题,提出采用链首节点轮换的方法来均衡和降低能量消耗,提高数据传输效率。在MATLAB中实验仿真结果证明,与PEGASIS算法相比,EB-PEGASIS算法将首个节点的死亡时间延长了2.9倍,在降低和均衡能量消耗等方面均具有较好的性能。     

输电线路无线传感网络低功耗通信技术研究

针对输电线路无线传感网业务的周期性特点和传感器野外长时间工作要求,综合考虑了节点间能量标准化后的统计参数、路径上的能耗与节点的总能量、路由跳数,提出了基于休眠唤醒机制的传感网络低功耗通信技术,之后提出算心跳信息预测和功耗智能分配方法,来寻求路径上节点个数的最小化,满足电力输电线路状态监测感器网络对时延的需求,一方面考虑网络路由的低功耗,需要寻找整体功耗最小的路径,减少网络消耗的总能量;另一方面考虑节点能源消耗因素,使能量较高的节点能够更频繁的参与网络数据的转发,能量较低的节点尽量少的参与网络路由,延长网络寿命。     

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。     

基于节点分布均匀度模型的加权能量检测GAF算法

存分析了传统GAF算法在选举簇头和虚拟单元格方格划分不足的基础上,提出了一种节点分布均匀度模型的加权能量检测GAF算法,在对虚拟单元格形状改进的基础上,建直节点分布均匀度模型,进一步对虚拟单元格的划分提供参考,同时对算法中簇头选举综合考虑节点剩余能量及其与虚拟单元格内物理节点的质心间距,能有效解决节点能量消耗不均衡问题。最后以GPSR作为GAF算法的底层通信协议进行仿真,结果表明该算法有效地节省了节点的能量,延长了网络的牛存周期。     

智能手机能耗多目标优化机制研究

智能手机的网络请求导致其续航能力下降,合并转发技术可有效降低能耗,但设置最优的合并转发时间仍是技术发展的关键,通过大量人工实验解决该问题耗时耗力。因此,基于统计模型检验,使用工具UPPAAL-SMC,以概率时间自动机对安卓设备中用户请求以及WiFi模块进行仿真建模,量化能耗、延迟、用户满意度等属性,进而利用统计模型检验,对不同请求频率的场景进行蒙特卡洛模拟,获得延迟对能耗以及用户满意度的影响。最终进行多目标优化,求得通用最优合并转发延迟时间为22 s,在满足用户体验的前提下平均降低了20%的能耗。该方法可在不同的使用场景下模拟得到通用最优合并转发延迟时间,为开发者提供参考。     

一种基于AODV的能量感知路由协议

在传统路由协议AODV的基础上,提出一种能量感知路由算法EA-AODV。该算法通过MAC层协议完成对链路层的功率控制,在每一个发送的数据包里携带功率信息,使节点选用和其自身能量成反比的最小代价链路进行数据传输,以达到节能的目的。仿真表明,该算法有效降低了网络能耗,延长了网络生存时间,提高了链路稳定性和网络性能。     

考虑热网传输延时及储热的电-热综合能源系统日前优化调度策略

综合考虑热网传输延时及储热的优化调度,可显著提高电-热综合能源系统的灵活性,在实现系统经济运行的同时,进一步提高系统的新能源消纳能力。对此,文中提出考虑热网传输延时及储热的电-热综合能源系统日前优化调度策略。首先,建立描述热网的传输延时和储热的供热系统模型;接着结合具体的能源设备,将热网作为调度资源参与到日前优化调度中,提出一种热网传输延时及储热的日前优化调度模型,实现对热网虚拟储能的调度利用。最后对不同场景下含风电的电-热综合能源进行算例分析,验证了文中所提方法的有效性。仿真结果表明,该方法可利用热网传输延时和储热进一步降低系统的运行成本,提高风电的消纳率。     

高效节能的无线传感器网络数据收集协议

无线传感器网络中的节点具有有限的能量,为了延长网络寿命,提出了一种分布式的高效节能的无线传感器网络数据收集协议DEEC-MR.协议中节点根据自身剩余能量竞争簇头,每个簇头节点根据相邻簇头节点与基站的距离、剩余能量等信息寻找父簇头节点,构造一颗以基站为根的近优最小汇集树.簇头将采集到的数据聚合后沿汇集树以多跳的方式传输至基站.仿真实验证明该协议能有效降低网络能耗,与其他两种数据收集协议(LEACH,PEGASIS)相比,DEEC-MR将网络寿命分别提高1600％和200％,同时使能耗均匀分布在每个节点上,避免部分节点过早死亡,具备很高的可靠性.     

用户侧分布式储能鲁棒博弈优化调度方法

针对开放电力市场环境中多主体电能交易机制下系统的经济调度问题,提出了一种基于合作博弈理论的用户侧分布式储能鲁棒博弈优化调度方法.该方法旨在协调配电网与用户之间的能量交互,通过寻找博弈模型的均衡点来制定最优的用户侧储能调度策略,提高系统的新能源消纳水平和经济效益.其次,为减少系统中源荷功率不确定性对实际调度运行过程中系统...     

基于无线传感器网络节点的无线防误锁具设计

无线传感器网络使用电池供电,能量十分有限,其功耗问题严重制约了无线传感器网络的发展与应用。结合无线防误锁具,从硬件选型和低功耗软件设计两个方面设计无线传感器网络节点,降低功耗,延长网络的使用寿命。     

基于随机巡视机制的电力物联网安全技术研究

电力物联网的建设促进了电力系统各个方面的数据集成,但对电网系统的网络安全提出了较高要求,因此在电力物联网安全技术的基础上,提出了一种基于随机巡视的电力物联网安全行为异常检测方法。通过对网络节点进行编号管理,为不同信誉值的节点设计了不同的随机巡视频率,汇聚节点检测异常行为。通过仿真分析了文中方法在安全性和恶意节点检测方面的性能。结果表明,文中提出的检测方法能够及时有效地检测异常行为和恶意节点,降低了网络能耗,满足电力物联网的安全需求。     

基于SDN架构的电力通信网络能耗动态调节

传统电力通信网络能耗调节过程,无法根据通信距离进行及时调整且节点与通信之间协调效果不理想,为此论文提出基于SDN架构的电力通信网络能耗动态调节方法。根据电力通信网络的SDN体系架构,分析目前电力通信网络能量消耗情况。从节点和通信距离两个角度,构建调节电力通信能耗模型,两者协调共同实现电力通信网络能耗的动态调节。实验结果表明,研究方法的能耗调节精准度得到了较大提升,证明了通信距离与节点能耗之间的均衡性,说明该论文的研究有利于电力通信网络可持续发展。