基于无线传感网络的电力设备监测系统的研究与设计

目前电力监测系统基本采用电力线载波技术与无线通信技术进行数据监测,布线难、成本高、无线通信易受干扰,影响监测数据的实时性、准确性以及可靠性。无线传感器网络具有低功耗、覆盖区域广、节点成本低、可随机散布于监控区域等优点,因此基于无线传感网络的智能电网监测能有效提高数据监测以及系统控制的效能。设计了基于无线传感网络的电力设备检测系统,并将其有效应用于智能电网中,系统稳定且监测精度高。     

基于IPv6的低压电力线载波树型路由控制机制

将电力线载波通信网络应用于智能电网中,有效延长通信距离是亟待突破的技术难题。为此,提出一种基于IPv6的低压电力线载波树型路由机制,子网节点通过支持IPv6地址自动分配的分布式地址分配策略来构建载波网络层次转发树模型。中继节点以MAC头中的目的地址进行下一跳路由转发,并结合IPv6适配层中的Mesh头实现多跳路由寻址。在层次转发树中,中继节点只需存储与其子节点数相当的信息项即可实现子网内路由信息的快速生成。搭建了电力载波通信配电网树型拓扑结构测试平台,测试结果表明,该树型路由控制机制能够以较小的时延进行IPv6数据包的多跳转发,并有效延长了电力线载波通信距离。     

用电设备智(自)联网的概念与实现技术（三）——电力线通信关键技术

电力线载波(PowerLine Communications, PLC)在用电设备智联网中承担了接入层和传输层的大部分通信任务,对于数据的真实性、可靠性、时效性起着至关重要的作用。介绍了当前电力线通信发展现状及需要解决的关键技术,包括了基本信道特性、基于OFDM的调制解调技术、多节点的接入方式、基于实际电力接入网结构的子网划分策略,并结合用电设备智联网的架构和组网方式提出了适宜的路由寻址策略。     

无线传感网技术与无源光网络技术在智能电网用电采集系统中的应用北大核心

传统用电信息采集系统主要采用低压电力线载波与GPRS无线公网通信方式,但目前的PLC产品受低压电力线载波的时变特性及噪声干扰,均无法提供可靠的通信,而GPRS方式在通信速率、稳定性、安全性、经济性等方面也有很大缺陷,因而无法保证数据抄收的准确性和完整性。无线传感网具有多跳、自组网特性;无源光网络具有高带宽、点到多点、灵活组网的特点,可满足智能用电采集系统的需求。最后提出采用无线传感网技术和无源光网络技术对通信系统进行改进,建设三级通信系统,改进的系统抄表成功率达到100%,系统性能得到提高。     

基于IPv6的多接入智能电网网关设计

针对智能电网网关中本地通信接入方式单一且本地通信IPv6技术应用较少的现状,设计了一种基于IPv6的多接入智能电网新型网关。网关基于STM32F107高速处理器和μC/OS-Ⅱ嵌入式操作系统,采用自主研发的IPv6协议栈,实现了支持IPv6的多种本地通信方式（电力线载波、433 MHz、470 MHz、780 MHz、2.4 GHz）接入以及以太网、GPRS远程输出,支持数据的保存与网关动态参数配置功能。测试结果表明,网关设计方案可行,可实现多种本地通信方式的IPv6接入,能够适应多种通信环境。     

楼宇控制系统中的电力线载波通信路由算法

在设计以电力线载波为通信方式的楼宇控制系统时,为了应对未知和时变的电力线信道特征而提出了一套基于传输矩阵的动态路由算法。传输矩阵中可以存储由初始化算法获得的满足当前电力线信道环境的传输路径信息,后续的发送路径搜索算法可以利用上述信息求取当前环境下从主机到目标节点的最优信号传输路径。在本算法中,除主机外的其它节点都采用了相同的驱动程序,因此实现了节点的即插即用。     

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...     

电力远程抄表系统的混合通信和中继技术研究

电力远程抄表系统的本地通信环境复杂,需要不同的通信方式进行协作才能完成可靠的数据传输。采用微功率无线与电力线2种各具特色的混合通信方式,并引入中继技术,可以提高远程抄表系统的整体性能。针对电力远程抄表系统中无线与电力线混合通信问题,设计了无线/电力线混合通信系统,并开发了模块无线/电力线混合通信单元,设计了基于接收信号强度的混合通信信道选择及中继选择算法,可以依据链路质量自适应选择电力线/无线通信方式和中继节点。测试结果表明,设计的具有信道和中继选择的混合通信系统可以明显提高抄表的成功率。     

基于光纤以太网和无线传感器网络的配网自动化系统混合通信方案

提出了一种配网自动化系统混合通信方案。该方案在配网调度主站层借用已有的光纤通道,采用光纤以太网技术;在配网馈线层通信中引入无线传感器网络（WSN）技术。给出了两个层次的通信方案设计,并指出了在调度主站层通信中应以千兆光纤冗余环网为主。给出了WSN接入光纤以太网的技术方法初步设想。该混合通信方案具有很强的经济性和实用性。     

基于无线传感网的配电监测系统设计

基于自组网的无线传感网技术能便捷地实现区域多节点数据采集,其分布式控制能极大地提高网络在恶劣干扰环境下的鲁棒性。将协作分集技术应用于该系统,进一步提高了网络的鲁棒性。采用基于CC2430型ZigBee芯片,以及基于最大信噪比中继选择策略的协作分集技术,实现数据采集和无线自组网;基于SIM300型GPRS无线模块,实现Internet网的接入;采用基于AS-216M型GPS模块进行监测点定位和GIS管理。最终实现了电网配电状态数据在无线方式下的动态监测,既增加了网络的灵活性,又增加了鲁棒性。     

WSN低功耗算法在电力系统中的应用

无线传感器网络由部署在区域内的大量微型传感器节点组成,通过无线通信方式形成多跳自组织网络系统.文章通过探讨适用于电力系统的无线传感器网络,提出通过关键节点数据缓存进行末梢节点低功耗配置和数据获取的方案,通过增加末梢节点休眠时间达到整网低功耗的效果.实验结果证明,此算法可大幅降低整网功耗,且不会增加网络通信量.     

无线传感自组网在电力监控中的应用动态

介绍了当今无线局域网中具有广阔应用前景的无线传感自组网的发展历程及其主要特点,以及将无线传感自组网应用于电力系统的关键技术及其体系结构,并介绍了最新的无线传感自组网在电力监控中的应用动态。     

基于无线传感网技术的智能图像传输系统

针对无4G信号、布线困难、无人值守的偏远山区输电线路监测,无线传输一直存在困难,对于数据量较大的图像数据更难。本文设计并实现了一种高压输电线路监测的智能无线图像传感器网络传输系统,运用嵌入式研发技术和无线传感网技术实现图像传输。在传统的无线传感网基础上,针对图像数据大,通信过程中容易引起干扰,设计了依据接收端信号强度RSSI值进行自适应数据分包协议;为了优化传输路由和增加传输系统的冗余性,设计了智能路由传输协议。实验测试和仿真结果表明,自适应数据分包协议能根据不同的误码率大小自适应调整分包数,减少重传的概率,从而提高传输效率;智能动态路由传输协议可以快速找到最近的4G信号节点,节省传输时间和能量损耗,其中的跳传功能在减少传输时间的同时,增加了传输系统的冗余性,达到设计目的。     

基于径向基函数神经网络的在线分布式故障诊断系统

作者建议使用分布式智能系统解决大规模电力网络的实时故障诊断问题,并为此提出了一种新的基于最小度排序的图形分割方法,它能够将大规模电力网络有效地分割为给定数目的连通子网络,并且各子网络的故障诊断负担近似相等,同时每个网络边界元件的数目最小。然后用径向基函数神经网络完成各子网络的故障诊断。所提出的分布式智能故障诊断系统已使用稀疏存储技术编程实现,并在IEEE14母线、30母线和118母线系统中进行了仿真研究。计算机仿真结果表明该故障诊断系统能有效地解决大规模电力网络的故障诊断问题。     

基于无线传感器网络电力铁塔监测系统的研究

针对电力铁塔的实时监测问题,论述了无线传感器网络在电力铁塔监测与预警系统中的应用。设计和实现了监测系统的各组成部分,研究了长链树状无线传感器网络的拓扑结构以及数据传输方案。实验结果表明:与普通无线技术相比,系统具有低成本、低功耗、网络生存周期长、容量大等优点。为电力铁塔监测工作提供了一种新的技术手段,具有较高的参考价值和广阔的应用前景。     

压缩域下的数据融合在传感器网络中的应用

针对无线传感器网络数据融合中传输数据量高、能耗大的问题,研究基于压缩感知的数据融合方案,并提出在压缩域直接数据融合的算法.该算法通过配置传感器网络以生成多个层次类型不同的簇结构,提高数据在不同层次的压缩率,减少了网络中的传输数据量和传输能耗.压缩后的数据在网络中传输,并在各层簇头实现压缩域下的数据融合.通过仿真实验和标准数据库SensorScope真实气象数据测试,该算法在保证准确重建的基础上,在减少传输数据量方面都有较大优势,适用于较大规模的无线传感器网络.     

电力物联网建设环境下可充电无线传感器网络能效与路由优化策略

电力物联网的建设可以全方位提高电力系统各个环节信息感知的深度和广度,实时监测和掌控各环节重要设备的运行参数,提升电力系统的分析、预警、自愈及灾害防范能力;传感器件是对电力物联网各环节信息进行深度掌握最关键的环节,然而,复杂的工作环境增加了更换传感器件电池以及人工维护的难度,网络节点供能成为制约电力物联网发展的关键问题;针对此,本文根据电力物联网建设形势下智能巡检的场景特点,选择对具备较强抗电磁环境干扰能力的磁共振充电方式,设计了面向电力物联网的可充电无线传感器网络架构,研究传感器节点的能量管理策略,提出变电站智能巡检场景下可充电WSN的负载均衡路由优化算法,并通过仿真验证在可充电条件下提升无线传感器网络工作寿命的有效性,解决传感器节点能量受限的难题,从而提升传感网络的可靠性和稳定性,为电力智能巡检的开展创造有利条件。     

无线传感智能窗的模糊控制设计

为了使电动窗户及窗帘的控制更加智能化,提出基于模糊控制理论的无线传感网络智能窗系统设计方案.风光雨感应器采集外界环境信息,无线网络将信息送至终端服务器的模糊控制器,经过模糊算法处理,执行器MCU根据解模糊化的结采对管状电机进行相应控制,管状电机带动开窗机械机构和卷帘机械机构,从而实现窗户及窗帘打开角度的智能化调整,另外...     

一种基于无线传感器网络的太阳能电池监控系统

为管理太阳能电池组件运行工况,设计了一种基于无线传感器网络的太阳能电池实时监控系统.该系统通过分布式无线传感器网络将各数据采集模块组成自组织网络,经过多跳路由将采集的数据汇聚到监控节点以实现实时监控.系统的数据采集模块设计主要包括ZigBee的系统级芯片CC2530以实现控制和无线通信功能,以及高精度电能计量芯片CS5464,在此基础上实现了符合IEC61036标准的智能数据采集模块.系统软件部分研究了CC2530的数据传输和与CS5464数据交互等实现技术,并基于TI的ZStack-Apps Package实现了整个ZigBee通信协议.     

感知策略下的无线传感网络保密容量问题研究

无线传感器网络(WSN)指的是由可以感知和检查外部世界的传感器组建而成的分布式无线网络。得益于硬件系统的飞速发展,无线传感网络广泛应用到了军事、智能交通、环境监控、医疗卫生等多个领域。考虑到无线传感器受限于能量,计算能力等诸多因素,其引发出来的无线传感网络通信安全问题成为了一大研究热点。本文旨在探讨如何应用压缩感知技术保证无线传感网络的安全通信,针对放大转发式压缩感知技术下的无线传感网络安全保密问题推导给出了可计算的保密容量门限值。最后分别讨论了不同数目下的活跃感知节点,中继节点以及窃听节点对无线传感网安全保密容量的影响。仿真结果进一步验证了所推导的保密容量结论。