基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的配用電信息路由技術(shù)研究.pdf

1、發(fā)展智能配用電網(wǎng)離不開配用電信息傳輸網(wǎng)絡(luò)。受限于經(jīng)濟(jì)和技術(shù)條件，配用電網(wǎng)中的通信系統(tǒng)所受關(guān)注少，發(fā)展較慢，亟待建設(shè)。配用電網(wǎng)總規(guī)模很大，但網(wǎng)絡(luò)接入點(diǎn)多，分布范圍廣，接入的節(jié)點(diǎn)數(shù)目變化較快，且分布在不同區(qū)域的配用電網(wǎng)規(guī)模大小不一。這使得具有成本低、布置方便、拓?fù)潇`活特點(diǎn)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(Wireless Sensor Networks, WSN)十分適合構(gòu)建配用電信息傳輸網(wǎng)絡(luò)。路由技術(shù)是WSN的關(guān)鍵技術(shù)之一，由于使用電池供電的傳感節(jié)點(diǎn)能量

2、有限，因此提高能量效率、延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)生命周期是WSN路由算法的重要目標(biāo)。本文研究基于WSN的配用電信息路由技術(shù)，此時(shí)信息傳輸可分為兩個(gè)過程：一是WSN中各節(jié)點(diǎn)將監(jiān)測(cè)信息傳輸至匯集節(jié)點(diǎn)的過程，針對(duì)該過程，本文結(jié)合配用電網(wǎng)中的典型應(yīng)用場(chǎng)景分別提出了適用于線狀、小規(guī)模平面和大范圍平面WSN的路由算法；二是收集的數(shù)據(jù)從匯集節(jié)點(diǎn)被傳輸至數(shù)據(jù)管理中心的過程，針對(duì)該過程，減少傳輸量的數(shù)據(jù)壓縮算法被研究。論文的主要工作有：
　?、賹?WSN應(yīng)用在配網(wǎng)

3、絕緣子泄漏電流監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的構(gòu)建中，根據(jù)配網(wǎng)輸電線的特點(diǎn)建立了線狀WSN模型，結(jié)合配網(wǎng)中節(jié)點(diǎn)間距離較大的特點(diǎn)分析得出采用逐點(diǎn)傳輸方式的最小傳輸能耗算法(Minimum Transmission Energy, MTE)在該應(yīng)用中的能量效率更高，通過最大化利用匯集節(jié)點(diǎn)通信范圍內(nèi)的節(jié)點(diǎn)能量，提出了MTE的改進(jìn)算法(Improved MTE, IMTE)。仿真結(jié)果表明IMTE算法能夠有效延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)生命周期，且在網(wǎng)絡(luò)規(guī)模較小時(shí)，延長(zhǎng)效果更佳。

4、　?、趯?WSN應(yīng)用在規(guī)模較小的用電網(wǎng)中，為便于網(wǎng)絡(luò)管理，該網(wǎng)絡(luò)采用分簇路由算法。針對(duì)LEACH中存在的分簇不合理、簇間距不均勻問題，一種分層聚類算法首先被提出，該算法在WSN節(jié)點(diǎn)聚類中的適用性通過仿真被驗(yàn)證；以該聚類算法為基礎(chǔ)，同時(shí)考慮簇內(nèi)節(jié)點(diǎn)剩余能量，基于分層聚類的路由算法然后被提出，仿真結(jié)果表明該算法在能量效率和生命周期方面明顯優(yōu)于LEACH。
　?、蹖?WSN應(yīng)用在規(guī)模較大的用電網(wǎng)中，考慮到節(jié)點(diǎn)通信范圍有限，針對(duì)規(guī)模較大的

5、智能用電信息采集系統(tǒng)建立了樹形結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)模型。在該模型基礎(chǔ)上，首先提出了基于節(jié)點(diǎn)剩余能量和傳輸能耗的初始路徑規(guī)劃方法；然后針對(duì)初始算法中仍然存在的熱點(diǎn)問題，提出了基于保護(hù)弱節(jié)點(diǎn)的優(yōu)化算法，優(yōu)化算法通過綜合考慮節(jié)點(diǎn)能耗和整個(gè)網(wǎng)絡(luò)能耗定義節(jié)點(diǎn)判別函數(shù)和網(wǎng)絡(luò)特征值，通過對(duì)初始路徑不斷變更得到優(yōu)化路徑；最后通過仿真驗(yàn)證本文算法性能。結(jié)果表明，本文優(yōu)化方法顯著提升了網(wǎng)絡(luò)能耗均衡性，同時(shí)延長(zhǎng)了網(wǎng)絡(luò)生命周期。
　?、茚槍?duì)將匯集節(jié)點(diǎn)信息傳輸至后臺(tái)