电力传感器网络失调节点定位方法

传统的电力失调节点定位控制随着迭代次数的增加,定位准确度下降。提出基于数据融合滤波预处理的电力传感器网络失调节点定位算法。进行电力网络失调节点定位测度信息模型构建,设计无线传感器数据融合滤波结构模型,计算电力传感器网络覆盖子载波区间正交性偏转相量,得到电力传感器网络节点数据融合与滤波调制结果,使用时间更新-误差更新方程来预测下一节点定位误差,通过误差最小化迭代实现定位自动控制算法改进。仿真实验结果表明,该算法定位时间较快,优化网络部署。     

线路在线监测的自组织自愈无线传感器网络方案

如何将安装于杆塔上在线监测的现场数据信息采集终端装置采集到的数据信息安全可靠地传输至监控中心在线监测诊断预警系统主站中对电网安全运行十分重要,因此针对应用对象的技术层面,提出了适用于远距离输电线路故障在线监测的自组织自愈通信网络的原理和方法,设计了应用于输电线路灾害预警系统无线传感网络能够融合数据、图像、视频等多种类型传感信号的异构加速度传感器节点模块;采用异构节点集群路由协议的思想,给出基于ZigBee无线组网技术来实现层次性网络拓扑结构局域网及簇首单跳或多跳集群路由协议,并从节点查询、数据传输速率和网络安全性方面对此方案进行分析,提出了需进一步研究和探讨的相关技术。     

危化品管道非介入式声波泄漏监测传感节点设计

面向危化品输送管道的非介入式声波泄漏检测,介绍了一种基于无线传感网络的非介入式声波泄漏监测传感节点设计方法.传感节点包括传感器及信号调理模块、多节点时间同步模块、数据采集及处理模块和能量捕获模块.利用STM32F407单片机内部基于DMA方式的ADC数据采集和数据串行通信,结合GPS授时实现多节点信号同步采样和定时器校正;利用单片机内部的浮点运算单元实现小波数据压缩,与数据错时发送相结合实现无线数据可靠传输,避免多节点大数据量同时发送导致网络堵塞和数据丢包.测试结果表明:传感节点数据采集准确、通信稳定可靠,为危化品输送管道的非介入式实时泄漏监测提供了一种有效的技术手段.     

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.     

定向扩散路由协议在矿压监测系统中应用研究

针对煤矿中无线传感器网络监测系统应用需求,提出了1种基于改进定向扩散路由协议的无线传感器网络,设计并实现了1种TinyOS平台下的无线矿压监测系统.在系统中将无线传感网和骨干网相结合,利用传感节点实时的采集矿压信息,将采集到的数据定时上传到上位机,由上位机处理软件来进行分析和采取相应动作.实验仿真结果表明改进后的定向扩...     

基于稀疏滤波的无线传感器网络数据融合

在无线传感无器网络中,为了提高数据融合算法的性能,设计了一种基于深度学习的二值化层叠稀疏滤波模型(BSSFM),BSSFM将若干稀疏滤波器层叠并对权值参数进行二值化从而能快速有效的提取高维数据特征,之后将BSSFM和分簇协议相结合提出数据融合算法BSSFMDA,BSSFMDA首先在汇聚节点逐层训练BSSFM并对网络分簇,簇节点利用BSSFM进行数据特征提取,之后簇首将分类融合后的特征发送至汇聚节点。仿真实验表明,和SOFMDA等算法相比,BSSFMDA在模型训练时间、特征提取速度、正确率以及节点能耗等方面的表现均更加优异。     

基于通道融合的Res-CNN-LSTM电网虚假数据注入攻击检测

针对电力系统的网络攻击事件越来越多,信息物理安全问题已经引发电力公司和学术界的高度关注。为了能够正确检测电网虚假数据注入攻击,本文提出一种基于残差神经网络（ResNet）结构的一维卷积神经网络（1DCNN）和长短期记忆（LSTM）网络多通道融合网络模型,简称通道融合的Res-CNN-LSTM网络模型。该神经网络算法利用1DCNN和LSTM对时间序列信息的高效提取能力,将不同通道上提取的信息进行融合,进一步加强了数据特征的提取效果,同时网络模型主体采用残差跳跃连接的结构来解决神经网络在训练过程中的过拟合问题;在IEEE-14和IEEE-118节点测试系统进行模型仿真实验,并对比其他神经网络模型,结果验证了本文所提方法的有效性和准确性。     

无线传感器网络与外网通信的研究

无线传感器网络是一个基于大量的传感器节点来进行数据的采集和收发的网络系统,这样的一个网络系统通常不能单独运作,必须与外部的网络相连进行数据通信,包括对传感器节点发送命令或将采集的数据信息通过外部网络传送到用户终端。本文讨论了无线传感器网络与TCP/IP网络通信的2个方案一是使用代理的网络结构;二是在传感器网络内部实现TCP/IP协议。并分析了2种方案的优缺点。     

基于关键节点备份的多路径可靠路由协议

为了提高无线传感器网络中数据传输的可靠性,设计了一种基于关键节点备份的多路径可靠路由协议（BK-MR-RP）.首先,采用侦听机制来获取邻居节点的路由信息,通过对链路质量和路径相关因子的综合评估选择一条或多条备用路径;其次,针对相关度较高的网络找出路径关键节点,采用节点备份技术对路径关键节点进行备份,以此提高数据传输的可靠性;最后,提出在数据包中添加多个附加位的方式来指示源节点选取的数据包发送的路径.仿真结果表明,随着网络中节点数目的增加,BK-MRRP协议使数据传输的成功率提高5％～10％,传输延迟降低10％ ～ 25％.     

基于量子神经网络信息融合的变压器故障诊断

针对电力变压器故障的多样性和故障信息的不确定性、数据量大及无规律性的特点,提出了基于量子神经网络信息融合的故障诊断方法.将多个电力变压器故障参数信息引入到各子量子神经网络进行局部融合诊断,再将各局部诊断信息引入决策融合网络进行全局融合,最终诊断出5种电力变压器故障并给出可信度评价.实验仿真结果表明:量子神经网络信息融合方法有效,诊断结果可靠,能将不确定性的数据合理地分配到各类故障模式中,故障正判率达到97.78％,远高于BP神经网络信息融合及改良IEC三比值法.     

基于IEEE802.15.4无线智能化传感器网络研究及其性能分析

介绍了IEEE80 2 15 4协议的特点、构件及体系结构、发展前景 ,分析了 14 5 1智能传感器模型 ,提出了一种基于IEEE80 2 15 4协议的无线智能传感器网络结构设计 ,并分析了无线传感器网络的特点。     

一种采用网络预测的传感器故障诊断方法

本文提出一种采用网络预测的传感器故障诊断新方法。通过在ＨＤＧＭＤ一Ⅱ型汽轮发电机在线监测及诊断系统中的应用表明,可以得出多传感器故障诊断的最优结果。与其他传统的方法相比。该方法操作可靠、易于编程。     

32位高性能传感器网络硬件平台的设计与开发

灵活可扩展的高性能无线传感器网络硬件是支撑科学研究与工程实践必不可少的基础平台.以高性能低功耗的STM32微控制器和高灵敏度CC2520无线收发器为核心芯片,设计开发了基于Cortex内核的新一代32位传感器网络开源硬件平台OpenWSN节点,并提供了符合通用模块互联总线规范的外扩接口,以方便与各种传感器和外扩功能板连接.在开源OpenWSN软件的支持下可快速构建传感网研究与应用平台.该设计遵循低功耗、高扩展、高可靠、低成本和微型化原则,实测表明具有良好的传输性能和低功耗特性,为进一步开展同步振动测量等高性能传感网应用奠定了良好基础.     

A new approach for motion capture using magnetic field : models,algorithms and first results

Indoor and outdoor applications such as sports and health monitoring as well as realistic 3D movie and game animations require ambulatory motion capture. Thus, creating a new low‐cost light‐weight wearable motion capture system that offers realistic motion estimates is of great interest. This paper presents a new approach for ambulatory human motion capture, featuring a body mounted magnetic field source and magnetic field sensors together with an estimation algorithm. A complete study of the model, the hardware, and the estimation algorithms is presented. Results obtained in the context of motion capture of human upper limbs illustrate the proposed approach.Copyright © 2014 John Wiley & Sons, Ltd.     

提高无线传感器网络性能的关键因素分析

本文研究侧重于无线传感器网络的3个方面, 即硬件设备、应用性能与网络性能.其中硬件设备指的是传感器节点的构成、节点数目及相应的组网形式等;应用性能是指用户是否能够接收到满足某种具体要求(例如延时、抖动、有效带宽、丢包率等)的服务;而网络性能则是指网络是否能够在提供满足具体应用参数服务的同时最大限度地利用网络资源.本文研究的重点是考察三者之间的关系,总结出提高应用性能与网络性能的关键因素,从而进一步优化网络设计.     

基于组合式传感器的智能监视节点设计

设计了一种新颖的组合式地面传感器智能监视网络节点,该节点由新型热释电红外传感器、微波感应位移模块和微型串口摄像机组成。其中,红外传感器和微波传感器分别用于检测横向和纵向移动目标,二者输出的脉冲信号用于触发串口摄像机抓拍目标图像,以避免耗电量较大的摄像机连续工作。此外,微波传感器采用脉冲供电,进一步降低节点功耗。实验结果表明:本红外传感器和微波传感器的目标探测距离均达到40 m,与带有红外补光和图像压缩的大焦距镜头串口摄像机的作用距离相匹配,从而实现了体积小、功耗低、高集成度、适用于野外或室内无人值守的地面传感器节点的设计目标。     

基于无线传感器网络的电力变压器监测系统

项目将无线ZigBee技术和GPRS技术相结合,设计了基于ZigBee和GPRS的电力变压器监测系统,提出了以ZigBee无线传感器网络为核心,以GPRS移动网为骨干网,采用CC2430芯片为电力变压器信号采集节点的方案。本设计既实现了系统的灵活性,也解决了由于ZigBee是一种近距离传输技术而使监测数据传输不远的问题,是一种技术结合的创新,在监测领域将有广阔的应用前景。     

Optimized placement of nodes for target detection in sensor networks

In order to improve the precision of the target detection in wireless sensor networks, a new approach based on genetic algorithm (GA) was proposed to optimize the placement of the sensor. The target location problem was transformed into locating a target at a grid point through modeling the sensor field as a grid of points. Moreover, the sensor placement problem was formulated as a combinatorial optimization problem, which is aimed at minimizing the maximum discrimination error under the restraints of limited cost and complete coverage. The GA approach uses binary coding to represent the location, and both single parent cross-over operator and single parent mutation operator are used to improve its speed and efficiency. Experimental results have shown that a global optimal solution can be quickly obtained using the proposed method and the precision requirement for target location is satisfied. Translated from Journal of Xi’an Jiaotong University, 2006, 40(8): 906–910 [译自: 西安交通大学学报]     

一种基于自适应神经网络的传感器故障检测方法

传感器的故障检测技术是自动控制系统能否正确并运行的先提条件,针对系统存在未知输入的特点,提出了一种新的检测方法,预测出正常情况下传感器的状况,并进行了大量仿真实验研究。与传感器实际输出比较,实验结果证明该故障检测方法的有效性和实用性。     

基于ZigBee技术的物流控制网络设计

文章介绍了IEEE为低速无线个人区域网络（low-rate wiraeless personal network,LRWPAN）制定的lEEE802154标准与基于该标准的ZigBee协议及协议栈各层功能,给出了一种zigBee技术与射频识别（RFID）技术相结合实现远程控制物流的无线物流控制网络的设计方案,介绍了系统设计中解决信息阻塞的方法,并通过仿真验证网络性能,最后对该方案的应用进行了总结。