面向输电线路监测的无线传感网络可靠路由方法研究

针对输电线路监测系统对于无线传感器网络路由部署可靠性要求高的问题,分析了输电线路监测系统中的无线传感器网络拓扑结构,提出了一种面向输电线路监测的无线传感器网络可靠路由方法。方法首先根据输电线路监测系统中上层网络的通信质量以及双向链路的链路质量,为节点选择数据上传的Sink节点;然后通过综合考虑节点可靠性、节点剩余能量和邻节点跳数3个因素,实现路由路径的最优下一跳节点选择。仿真实验结果表明,所提方法与长链状蚁群路由算法以及传统LEACH算法相比,在降低节点能耗前提下能够降低丢包率,适应于输电线路监测系统应用场景。     

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。     

基于最小流量的智能配电网WSNs通信模型

为了解决无线传感器网络(WSNs)的规模大、分布广而带宽有限与智能配电网对通信数据实时性和可靠性有上确界之间的矛盾,提出了一种基于最小流量的无线传感器网络路由通信模型。以无线传感器网络链路节点中接收到数据与发送出的数据之间的流量平衡为切入点并结合无线传感器网的通信约束条件以及配电网数据传输的实时性需求,建立了基于最小流量的智能配电网无线传感器网络的路由通信模型。利用庞特里雅金极值的方法构建出所设计智能配电网无线传感器网络通信模型的哈密尔顿函数。利用极值存在的唯一性,从必要性出发判断出无线传感器节点是否在最优路链路径上。并给出了最优控制模型的求解过程。最后对采取所提出的通信模型的延时时间、网络能量消耗、数据传输能力以及数据传输的错误率对比测试。结果表明,所提出的通信模型完全能够满足智能配电网通信需求。     

智能配电网ZigBee无线传感器网络路由机制研究

无线传感器网络应用于智能配电网通信中,在保证无线传感器网络数据通信速度和通信质量的前提下,需建立具有上确界保证的智能配电网通信路由算法。在智能配电网通信无线传感器网络拓扑结构的基础上,建立满足智能配电网通信可靠性要求下的实时性与可靠性路由机制。路由协议具有多跳路由、自动组网等特点,以满足不断变化的网络,为其他具有ZigBee网状拓扑结构的系统提供参考。     

智能配电网通信无线传感器网络QoS建模

根据配电网系统结构和设备分布特点,给出了一种基于无线传感器网络（WSN）的配电网监测数据通信网络架构。针对电力工业通信规范对WSN的要求,建立了基于IEEE 802.15.4标准媒体访问控制（MAC）层协议并引入服务质量（QoS）的QoS-MAC模型,给出了配电网监测节点数据缓冲队列马尔可夫链模型和各节点竞争信道状态概...     

配电设备分布式局部放电感知技术的实现方法

绝缘状态检测是发现电力设备潜在性故障、维护电网安全运行的重要手段,但由于配电网馈电线路庞杂、组网规模大等特点,导致传统在线监测方案难以实施。为实现配电设备绝缘状态的分布式感知和预警,提出了一种基于物联网(Io T)技术的分布式无线传感器网络(WSN),并论证了其可行性。首先对无线传感器网络的架构进行了顶层设计,并根据经济性、低功耗、安全性等需求提出了数据通信及传感器节点的设计思路;然后分别针对高密度/紧凑分布的配电开关柜及低密度/松散分布的电缆(附件)作为实施对象,实现了地电波(TEV)和高频电流(HFCT)传感器节点的设计,基于低功耗广域网(LPWAN)的数据传输和管理,以及对节点能耗和电池寿命的测量和评估;最后讨论了适用于无线传感器网络的设备绝缘状态评估及预警策略。该方法的研究和探索有望为更多基于物联网的配电网状态监测应用提供参考。     

应用于变电站自动化系统的无线传感器网络技术

通信技术是变电站自动化赖以实现的关键技术之一。文章根据变电站自动化系统的特点,提出一种基于分簇路由的2层架构变电站自动化系统无线传感器网络(wireless sensor network,WSN)组网方案,该方案在过程层采用WSN,在间隔层、变电站层采用以太网。文章对该方案具体实施中的传感器节点能量供给、数据融合与分簇路由算法、可靠性与安全技术、WSN接入以太网等关键技术给出了初步解决办法,最后阐述了WSN实际应用于变电站自动化系统需进一步研究的问题。文章提出的有线通信网络与无线通信网络相结合的2层架构组网模式是对变电站自动化系统通信网络的一种有益探索。     

智能配电网无线传感器通信网络的跨层协作控制

为提高智能配电网无线传感器网络通信的实时性和可靠性,提出一种堆栈协议层之间跨层协作的控制模型。以无线传感器网络节点内各个影响因素为概念节点,建立起节点内模糊认知图结构模型,利用隶属关系确定该模型内概念节点之间的影响程度,进而建立整个通信系统的跨层控制模型。控制模型根据网络电力数据的通信状态,通过自学习和训练方法获得各个协议层参数之间的影响权重,实时调整物理层、MAC层、传输层参数以及路由策略相互协作,来保证数据通信的实时性和可靠性。最后对系统的网络接收的数据量、节点队列传输数据的平均延时以及网络的吞吐量等指标进行测试。结果表明,所提出的基于模糊认知图的无线传感器网络跨层协作控制方案符合智能配电网无线传感器网络通信特征,并能够满足其通信实时性与可靠性的需求。     

基于能量均衡的无线传感器在配电网的部署算法

为了提高配电通信网的可靠性,针对宽带无线网络覆盖配电网存在信号盲区等问题,给出一种无线传感器延伸覆盖网络模型。考虑到能量、通信距离受限的无线传感器在配电网中采用多跳通信方式,致使与sink相邻的节点能量消耗大,易出现能量空洞问题,提出一种基于能量均衡的无线传感在配电网的部署算法。该算法以网络效率作为优化目标,在已知采集节点数和节点之间距离的前提下,求解出最优中继节点部署方案和各采集节点的传输距离。仿真结果表明,该算法符合配电网中的无线传感器的网络部署要求,能够延长网络生命周期、提高网络效率。     

交通信息采集传感器网络基于强化学习的路由

针对道路交通信息采集传感器网络网内数据的有效转发和汇聚问题,以节点剩余能量和通信链路的路径损耗作为路由选择的综合评价指标,基于Q学习算法实现了一种传感器网络自适应路由方法,通过Q表的查询实现了网内数据的路径选择和数据转发。仿真结果表明,各网络节点能够找到优化路径将数据转发至汇聚节点;同时能够有效的降低网络节点的平均能耗和减少数据包传输的平均跳数。在道路交通信息采集传感器网络中,基于Q学习的路由方法是可行的。     

智能配电网通信实时性与可靠性QoS路由机制研究

为建立满足智能配电网通信可靠性要求下的实时性路由机制,需要分析电力配电网结构以及电力配电网通信的无线传感器网络结构特点;给出智能配电网高性能通信无线传感器网络信息传输路径选择模型;分析链路失效模式,对网络节点的延时性、可靠性进行赋权;提出路径选择数学模型,对路径求解并将问题简化;最后对算例及应用实例进行求解。分析结果表明:该模型和算法原理简单、计算方便、判断结果准确,能很好的平衡可靠性与实时性对智能电网无线传感器网络信息传输的影响、可提高智能电网无线传感器网络信息传输的可靠性和实时性。     

Zigbee无线传感器网络路由研究与实现

无线传感器网络是一种特殊的Ad-Hoc网络,网络中节点密集、数量巨大且分布在十分广泛的区域.目前,发展前景最为看好的是基于IEEES02.15.4标准的ZigBee无线网络.文章详细介绍了Zigbee无线协议的路由的基本概念、算法及方式,并给出了基于Zigbee无线传感器网络的路由过程.最后通过使用Michrochip公司提供的TSZ-008 Zigbee开发套件,进行了基于Zigbee的WSN路由的建立及确认.实验表明,基于Zigbee协议的无线传感器网络能够实现较复杂网络的路由功能,网络的可扩展性强,可以满足WSN对网络传输及规模的需求.     

基于节点密度的非均匀分簇路由协议

针对无线传感器网络(WSN)分簇路由协议中簇结构分布不合理,节点能量消耗不均衡的问题,提出了一种基于节点密度的非均匀分簇路由协议EDUCP.该协议考虑网络中节点的疏密情况,控制节点竞争区域的范围,使密度大的区域的节点成为簇头的概率增加,将剩余能量大、能耗速度慢的节点选为簇头,使簇头分布更加合理;在多跳通信链路选择时,通过对Euclid距离的判断在簇头和基站之间选择中继节点,进一步减少节点的能量消耗.实验结果表明,EDUCP在网络生存周期、能量均衡等方面具有较好的性能.     

面向用电信息采集的WSN非均匀分簇多跳路由算法

针对传统多跳路由协议的“热区”问题,提出一种面向用电信息采集的WSN非均匀分簇多跳路由算法。算法将网络分为虚拟块,并在簇头路由时考虑节点位置和剩余能量的影响,利用三角模融合算子对基于节点位置的隶属度函数和剩余能量隶属度函数进行融合判决,并根据最大隶属度原则选择父节点,优化路由选择。实验结果表明,改进后的算法显著延长了网络生存时间,同时具有更好的负载平衡程度。将该路由算法应用于用电信息采集系统中,能达到较好的性能。     

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。     

基于节点电纳摄动的通用配电网损耗分配方法

文中主要探讨配电网损耗的分配方法。针对含有转供和小电源的任意结构配电网，分析并给出了损耗分配的对象和基本要求。提出了一种基于节点电纳摄动改造配电网全节点导纳矩阵可逆性的方法。这种改造方法从损耗分配的合理性与潮流误差出发确定电纳摄动点和摄动值，使任意配电网的全节点阻抗矩阵能够可靠计算。最后基于全节点阻抗矩阵和交易的等值节点电流提出了一种通用的配电网损耗分配方法。这种分配方法既适用任意结构的配电网络和Pool与Bilateral交易，又满足电路定律、具有可加性和聚合不变性的经济特征。仿真结果验证了文中方法的有效性。     

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。     

基于无线传感器网络的配电线路故障定位方案

提出了基于无线传感器网络的故障定位系统方案。根据电力系统故障测距对测距装置的要求及无线传感器网络本身的特点,对该定位系统提出了要求。阐述了应用无线传感器网络进行故障定位的优势,推导了故障定位原理,设计了无线传感器网络定位系统结构,采用同步触发装置解决了同步性问题,借助于多路径可靠信息路由机制满足了网络可靠性要求。仿真结果表明,该路由机制既满足了可靠性要求又减少了网络开销。     

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.     

面向应用的无线传感器网络路由算法

提出了一种新的面向应用的无线传感器网络路由算法以延长网络的生存期.Sink节点以泛洪方式周期性地广播任务,中间节点是面向应用的处于不同层次上的Sink节点.基于提出的节点数据结构模型,节点根据任务的语义信息及邻居节点网络状态信息参与任务、处理数据和选择路径.定性分析及仿真结果表明,面向应用路由协议的能量消耗及能量均衡性...