一种面向智慧城市场景的传感网自适应无线充电方法

无线传感器网络(WSN)和物联网(Io T)技术的迅速发展正为通信领域带来一场新的革命,在军事领域、工农业监控、智能电网、智能交通、医疗和安防等领域扮演着越来越重要的角色。然而,无线传感器节点存在电量有限、处理计算能力弱、通信带宽小、内存容量小等缺点,特别是能量有限问题严重制约了物联网的发展。无线可充电传感器网络可解决以上问题,但目前为止所提到的算法中,只考虑了在给所有节点充电的前提下所做的提升(减少损耗和减少充电器数量),没有考虑充电时间和节点冗余问题,还不具备完备性和高效性。据此,文章提出分布式移动充电算法(DMC),减少了无线充电时间。另外,还提出自适应智能充电算法(AIC),通过融合基于GAF算法的一维线性休眠机制,可提升充电效率、节约能耗、减少充电器数量,可大幅度提升无线传感器网络性能。     

多基站可充电无线传感器网络建模及优化研究

研究问题为引入无线能量补给设备后,多基站无线传感器网络的跨层优化问题。以设计无线传感器网络中的数据路由、传感器节点的功率控制及无线能量补给设备的工作策略为研究目标,通过提出无线传感器网络中传感器节点活跃度的概念,分析无线传感器网络物理层与网络层需要满足的约束条件,结合无线能量补给设备需要满足的约束条件,提出可充电无线传感器动态网络跨层优化问题,并将其转化为易于求解的线性规划问题。根据求得的最优解获得无线传感器网络中传感器节点动态且周期的数据路由及功率控制策略,并得到无线能量补给设备周期性工作策略,且无线能量补给设备驻站时间比较之前研究成果提升在100%以上。     

可充电的WSNs网络SIC干扰管理工作策略研究

随着无线传感器网络的规模不断扩大,开放信道中的通信干扰与节点能源有限问题严重制约传感器网络性能。研究在星型拓扑结构下可充电无线传感器网络的多用户介入通信干扰管理技术,旨在提高系统吞吐量、频谱和功率利用率,延长网络生命周期。首先针对多用户介入的通信干扰管理技术提出一种启发式的功率分类算法实现并发通信传感器节点的分簇,并对其分类效果进行验证。其次,结合并发无线通信中节点行为特征,引入无线能量补给设备,构建以最大化能量补给设备驻站时间比为目标的跨层优化问题,并将其转化为具有等优性的线性规划问题,进而求解得到无线传感器节点和无线能量补给设备的优化工作策略。仿真和实验证明,在维持传感器网络生命周期的前提下,采用并发通信的干扰管理策略和无线能量补给后,网络的通信能力和功率利用率都得到提升,该仿真场景下充电小车驻站时间占比η_s能达到47%。     

泛在电力物联网体系架构及实施方案初探

为应对能源互联网发展对电力系统海量数据全面感知、广泛互联的要求,物联网技术与智能电网深度融合而来的泛在电力物联网概念被提出,成为能源互联网电力领域信息共享网络发展的新思路、新模式、新焦点。首先论述了泛在电力物联网的基本概念与主要特征,构建了由感知层、边缘层、网络层及平台层构成的泛在电力物联网体系架构;其次深入剖析了泛在电力物联网与坚强智能电网、能源互联网之间的协同发展关系;最后从功能模块与建设时序2方面,提出了适应多维业务场景需求的泛在电力物联网实施方案建议。     

面向智能电网的物联网架构与应用方案研究

根据智能电网信息通信技术平台的业务特点和功能需求,提出了面向智能电网输电、变电、配电和用电四大环节的物联网分层体系架构,并将其与传统电力通信网进行了对比。作为物联网末端的最重要组成部分之一,无线传感器网络在面向智能电网的物联网应用中发挥着重要作用,提出了面向智能电网生产环节的传感器网络应用解决方案。同时,在对智能电网的互动性需求分析的基础上提出了面向智能用电的物联网解决方案。     

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。     

面向智能电网的物联网架构与应用方案研究

根据智能电网信息通信技术平台的业务特点和功能需求,提出了面向智能电网输电、变电、配电和用电四大环节的物联网分层体系架构,并将其与传统电力通信网进行了对比.作为物联网末端的最重要组成部分之一,无线传感器网络在面向智能电网的物联网应用中发挥着重要作用,提出了面向智能电网生产环节的传感器网络应用解决方案.同时,在对智能电网的互动性需求分析的基础上提出了面向智能用电的物联网解决方案.     

使用DMM7510触屏数采万用表进行物联网智能设备低功耗测试

物联网(Io T)的未来就是把大量嵌入式设备利用局部网络或互联网连接起来,这些器件通常称为物联网智能设备和传感器。大量的传感器节点构成了一个无线传感器网络,这些传感器节点安装在关键的区域中,每个传感器节点都能够传感信息,实现无线通信。     

基于光伏供能的孤岛微电网无线传感网能量调度优化策略

可充电无线传感网(rechargeable wireless sensor network, RWSN)凭借其易部署、可扩展、自组网等特点,可全方位控制微电网源网荷储信息采集的深度和广度,提升微电网智能调度水平。孤岛微电网复杂的工作环境增加了传统人工运维以及移动充电装置补能的难度,因地制宜选取高密度光伏能量源构建面向孤岛微电网智能监测的分布式光伏供能无线传感网络(solar-powered wireless sensor network, SPWSN)能量自维持框架,研究光伏捕能簇头协同无线信息能量同步传输(simultaneous wireless information and power transfer, SWIPT)技术的能量调度策略,可以在全双工模式下为簇成员节点供能以满足网络监测需求。为实现网络能效最大化,提出了光伏捕能协同SWIPT能量调度优化算法,基于多层迭代解耦优化方法将强耦合非凸分数规划问题分解为光伏捕能簇头部署、簇头能量广播及时间分配、节点采样控制三个子问题进行优化求解。仿真结果表明,所提算法较现有算法在提高网络能效和光伏供能网络稳定性上有较大提升,满足信息采集...     

智能电力物联网功能架构体系设计及创新模式探讨

电力物联网是实现电力系统和能源互联网的核心链接纽带,从而支撑能量流、信息流、业务流和价值流的有机融合。尤其在大数据、人工智能及能源革命发展大趋势下,为推动电力物联网科学合理智能化建设和技术发展,文章对智能电力物联网功能架构体系及创新模式进行了探讨。首先,从信息物理融合角度,提出了智能电力物联网的基本概念及建设目标,核心是智能一次物理系统与智能二次信息系统的深度融合。其次,详细阐述了智能电力物联网功能架构,主要包含物理层、感知层、网络层、平台层、应用层和交互层。进而,提出了智能电力物联网的技术体系,分别从一次物理设备智能化、二次信息系统智能化和业务应用智能化3个层面展开了关键技术阐述。最后,给出了智能电力物联网协同创新及生态圈建设模式。文章为智能电力物联网的标准化及规范化建设,提供了一定的参考和建议。     

物联网技术在特高压变电站中的应用

随着物联网技术的发展,物联网在电力系统中的应用越来越受到重视。首先介绍了泛在电力物联网分层体系架构,概述了感知层、网络层、平台层和应用层4个层级的构成和基本功能,然后分析了特高压变电站设备的运行特性和运维监测的要求,从状态在线监测、安全风险评估、故障智能诊断分析控制处理、作业人员安全管控、主辅设备联动、智能化运行管理、备品资产精益化管理等方面,阐述了特高压变电站物联网典型的应用前景。变电站物联网建设,大大提升设备管理智能化水平,确保特高压系统长期安全稳定运行。     

泛在电力物联网传输网优化关键技术研究

泛在电力物联网作为能源互联网建设的重要基石,对于提升电网综合效能和社会效能,促进满足用户需求的新兴业务的发展具有重要意义。面对新形势、新要求,通过优化泛在电力物联网内部通信网络架构,加快建设泛在电力物联网步伐,实现“能源数据”广泛互联,成了亟待解决的关键问题。本文以泛在电力物联网架构下的传输网为例,分别从网络拓扑结构和路由层面2个角度出发,制定优化策略。从网络拓扑角度出发,提出了基于节点权重的加边优化策略;从路由层面出发,考虑业务均衡性问题,提出了基于边介数的优化路由策略;通过构建网络性能评价指标,将本文提出的优化策略与传统策略进行对比,验证了优化策略能够提升网络的健壮性,扩充网络容量。     

基于QoS的变电站设备无线监测网络拓扑研究

随着无线传感器网络在智能变电站不同业务应用中的深化,网络的高数据率传输和网络的服务质量（qual-ity of service,QoS）问题成为无线传感器网络（wireless sensor network,WSN）的新热点。针对智能变电站的设备状态监测应用,利用无线传感器网络技术,建立分簇的三层智能变电站设备无线监测网络结构;参考 Zigbee协议和 IEC 61850报文规定,对监测网络数据流进行建模;从用户感知 QoS、网络 QoS 和节点 QoS 三个方面,结合Opnet仿真功能,提出包括端到端时延、MAC层时延、MAC层吞吐率、MAC层丢包率、数据碰撞、丢包率、比特误码率、信噪比和接收功率的QoS指标。根据实际变电站设备监测配置,建立起仿真网络模型,仿真研究表明相比于树状拓扑、Mesh拓扑网络,设计的簇状拓扑网络具有更好的QoS综合性能。     

全维度智能变电站设备状态监测关键技术研究

近年来,在电网的节能化和智能化过程中应用大量的物联网(IoT)设备,解决了因变电站设备繁多而引起的信息孤立、难共享、难整合等问题。将物联网技术引入到变电站设备状态监测中,提出了变电站设备IoT全维度体系架构和变电站设备无线监测网络拓扑方案。在GSO算法基础之上,优化算法对信息模型进行扩展,建立可以承担海量数据的变电站设备状态监测全维度信息模型,并设计了变电站设备监测网络结构。针对不同节点系统进行综合仿真研究,结果表明,该算法有效降低了变电站功率损耗,改善了电压分布,为智能变电站建立全维度设备状态监测系统提供参考。     

引入HoloLens进行信息融合与数据挖掘的新型巡检方式及体验

当前变电站的各类巡检方式大都存在着信息获取不全面问题,主要体现在巡检信息不能得到妥善保存或巡检系统无法及时获取SCADA数据。随着智能电网的发展,电力大数据在设备状态估计等方面有着越来越多的用途。由此形成了智能巡检系统对数据的需求与获取数据不全面之间的矛盾,信息融合与数据挖掘就变得尤为重要,泛在电力物联网概念可以应用到巡检领域中去。采用混合现实设备HoloLens进行变电站巡检,以HoloLens连接人与物,其作为移动的人机交互接口,无缝连接数据与现实,采用智能技术获取和存储巡检数据并能调用SCADA数据,实现数据流的联通。基于此全面信息,系统对设备进行状态评估和故障率计算并为巡检人员提供辅助信息,以提高巡检质量和效率,获取新的巡检内容和巡检体验。最后对巡检人员反馈的用户体验结果进行模糊综合评价,取得了理想的效果。     

基于物联网的太阳能LED路灯系统设计与实现

基于STM32系列单片机,开发了一款新型智能太阳能LED路灯控制系统,针对现有路灯远程监控的短板问题,提出基于物联网技术的无线远程监控方案,实现了路灯的智能化管理。将ZigBee协议栈移植到CC2530,完成系统无线组网,利用Mesh型网络的自维护特点,使得网络中远端节点可以经过多跳的方式将数据传输到PC机。实验测试结果表明,本系统具有自动调节路灯工作状态、远程监控路灯工作参数的功能,故可配合维护人员更加有效地开展工作。     

泛在电力物联网在电力设备状态监测中的应用

随着信息化水平的不断发展,泛在电力物联网的建设提上日程,这对提升变电站电力设备在线监测水平,推动智能电网发展具有重要的指导意义。对基于物联网的电力设备状态监测系统进行了研究,概括了泛在电力物联网在线监测系统的体系结构和特征。根据变电站电力设备状态在线监测的需求,探索研究了红外热成像监测子系统和变电站环境监测子系统的系统构成,实现了对电力设备状态监测系统的优化设计。指导变电站电力设备状态监测系统的规划、设计和建设,具有十分广阔的应用前景。     

基于物联网技术的智能电源监测系统研究

对电源系统进行有效的监控可以提高电源系统寿命。针对传统控制系统的实时性能差以及控制性能的不足,提出了基于物联网技术的智能电源监控系统。利用无线传感网ZigBee协议进行现场设备之间的组网以及信息的传输,提高采集信息的精度与时效性。同时优化了上位机控制流程,提升了监测系统的远程控制水平。     

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。     

基于物联网的智能电网信息化建设研究

物联网能够实现信息感知、可靠传输及高效信息处理,是电力系统信息化技术发展的趋势。基于智能电网输电、变电、配电、用电的业务需求,探讨了电力物联网的框架结构、功能应用和关键技术。电力物联网将电网侧设备在网络上实现一一映射,实现自我标识、全面感知和智能处理,为电网智能化建设提供可行的解决方案。最后探讨了面向智能电网的物联网技术在未来与智能电网深入渗透中面临的挑战。