用于变电站运维人员定位的时间同步算法研究

在无线传感器网络(WSN)中,时间同步是测距定位的前提条件,直接影响着测距的精度。以变电站室内操作人员定位为特殊应用背景,研究具有微秒级同步精度、低功耗的时间同步方法。通过对RBS、TPSN、DMTS及FTSP等各种典型时间同步算法的比较,提出一种针对参考节点和目标节点采用不同时间同步算法,基站与目标节点采用双向通信,参考节点采用侦听方式来实现时间同步。在保证全网的高时间同步精度的同时,也大大降低了传感节点的能耗。实物测试结果表明,所提方法与经典同步方法RBS具有相同的时间同步精度,并且大幅降低了同步开销,可以满足仅携带少量有限能量传感节点的需求。     

基于层次结构的无线传感器网络时间同步研究

结合变电站运维管理的工业现场特点,和无线传感器网络时间同步协议的研究,提出了汇聚节点的双向时间同步定时偏差补偿与传感节点虚拟双向同步相结合的时间同步算法。在网络部署的初期,按照模型布置网关节点和汇聚节点,汇聚节点和传感节点采用不同的时间同步方法。仿真实验表明网络收敛时间和同步精度具有良好性能。     

基于无线传感器网络的配电线路的故障监测的可行性研究

首先给出了用于电力系统故障监测的无线传感器网络的系统架构,阐述了该无线传感器网络的工作原理。根据电力系统监测对网络延时、数据可靠性、时间同步精度、动作时间等方面的要求,通过仿真分析无线传感器网络相关的性能,给出了基于无线传感器网络的电力系统故障监测的可行性。     

基于无线传感器网络的配电线路的故障监测的可行性研究

首先给出了用于电力系统故障监测的无线传感器网络的系统架构,阐述了该无线传感器网络的工作原理.根据电力系统监测对网络延时、数据可靠性、时间同步精度、动作时间等方面的要求,通过仿真分析无线传感器网络相关的性能,给出了基于无线传感器网络的电力系统故障监测的可行性.     

基于ZigBee节点的自组织网络设计

简要阐述传感器网络节点的基本体系结构,重点介绍怎样解决节点的地址分配问题,自组织网络的路由表设计,以及分析了DMTS与TPSN两种时间同步算法的优缺点后,提出了一种融合时间算法设计,充分利用了两者的优点。     

无线传感器网络能量有效精度可控时间同步

针对无线传感器网络对时间同步低能耗的需求,以及不同时间同步用户对同步精度要求的不同,提出了一种能量有效精度可控时间同步方法.基于GPA算法构建网络的PS向量,结合PBS实现网络节点的时间同步分组传输,减小网络同步分组数据的传输量,降低时间同步的能耗;通过联合极大似然法估计节点间的相位偏移和频率偏移,为高精度时间同步提供保证;基于最大频率偏移估计获取网络同步误差,通过RBF神经网络控制器实现同步周期和同步分组次数的实时调整,在保证同步精度的前提下降低同步算法的能耗.最后,通过实验验证了算法的有效性。     

基于群一致性的大规模无线传感网时间同步

时间同步对无线传感器网络的设计和应用起着至关重要的作用。只有当传感器网络中的所有节点保持同步,用户才能精确的知道在其检测的区域的信息。提出了一种新颖的完全分布式的无线传感器网络时间同步协议,称为GCTS(group consensus time synchronization)。每一个节点通过收集其周围一群节点的时钟信息,然后利用群一致性协议对这些时钟信息进行处理并将此值更新为新的时钟。该协议的优点是完全分布式,并且计算简单,收敛快速,能耗较低。同时利用Lyapunov稳定性理论和图论,对该同步算法的收敛性进行了理论证明。最后将此适合大规模无线传感器网络的协议在MATLAB中实现,其实验结果符合预期分析。     

基于无线传感器网络的照明测量系统

采用手持式仪器在照明现场对照明参数进行逐点测量不仅效率低而且精度差。本文运用ZigBee和GPRS技术,研制了基于无线传感器网络的照明测量系统,该系统由照度、亮度和色温无线传感器结点、ZigBee-GPRS网关、服务器和客户端组成,能够对照度、亮度、色温等参数进行多点同步采集,实现测量数据的自动无线传输。开发了梯形光阑亮度传感器、可调测色校正系数色温传感器及传感器灵敏度漂移和零点漂移补偿技术,进一步提高了系统的测量效率和精度,为照明测量提供了准确高效的工具。     

基于相长干涉的无线传感器网络数据收集

为延长无线传感器网络的生命周期,提高数据收集的可靠性,提出一种基于相长干涉的无线传感器网络低功耗可靠数据收集协议。利用时分多址技术对网络中的节点分配时隙,采用感知节点轮询发起相长干涉的网络洪泛的方式实现数据收集。针对时分多址技术需要的时间同步要求,改进现有的隐式全局时间同步算法,来保证节点轮询发起相长干涉网络洪泛的时间对齐。利用丢包重传机制来实现可靠性。仿真和测试平台实验结果均表明,能够实现几乎100%的数据收集,能量效率约为CTP的2.2倍,大幅度提高网络的生命周期、可靠性。     

基于Zigbee和零序电流增量法的配网单相接地故障定位方法

针对目前配电网单相接地故障定位结果不够准确的问题,提出了基于Zigbee无线技术和零序电流增量法的配电网单相接地故障定位方法。分析了Zigbee无线传感器网络技术以及利用其采集线路零序电流的优势,设计了基于无线传感器网络的单相接地故障定位系统结构,采用了精确时钟协议（PTP）的时间同步算法解决了时间同步性问题, 完成了用于构建无线Zigbee网络的协调器节点和传感器节点的软硬件设计。在实验室环境下,对电流传感器的幅频特性和无线传感器网络实测的线路零序电流进行了实验分析,结果表明,提出的采集分布式线路零序电     

无线传感器网络节点能量平衡优化方法

在无线传感器网络中,传感器节点中有限的能量供给限制了每个节点无线传输的距离。多跳传输通过将数据包转发给中继节点的方式可将数据包发送至远端接收器。在用于数据汇聚的无线传感器网络中,离数据汇聚站较近的无线传感器节点通常要转发比其他节点更多的数据包,从而消耗更多的能量。文章将整个网络的生命定义为直到第一个无线传感器节点能量耗尽从而失效的时间。提出一种基于无线传感器网络的能量平衡优化方案,该方案所采用的能量模型是基于对ChipconCC2420无线传感器射频收发器的测量数据推导得出的。根据这个方案,通过优化网络中数据流转发的分布来平衡节点的能量消耗。从而延长整个网络的使用生命。     

基于无线传感器网络的桥梁结构健康监测系统

基于桥梁结构健康监测和无线传感器网络基本概念,设计出用于桥梁结构健康监测的无线传感器节点模型和软硬件结构体系。硬件基于Intel公司研制的Imote2平台,软件采用TinyOS操作系统。最后对基于无线传感器网络的桥梁结构健康监测系统的优势进行了分析与总结。无线传感器网络以其覆盖范围广、测量精度高和分布式、自组织等特点解决了有线系统的一些固有缺点,还可解决结构健康监测系统鲁棒性、自身寿命以及数据泛滥等问题。     

基于中介理论的无线传感器网络加权数据融合

多传感器加权数据融合算法大部分要对测量方差进行估计,必需占用额外的资源和能量,不适合无线传感器网络。本文将中介理论中的真值程度度量用于数据融合,根据距离比函数定义各传感器的权重。该算法运算量小,不需要存储传感器节点的历史数据进行测量方差的估计,当被测对象变化较快时能进行实时动态的估计融合。仿真结果表明,该算法估计精度高、抗信道衰落能力好。     

一种节能高效的无线传感器网络路由优化方法

现有无线传感器网络的迅速发展对其路由协议提出了较多性能评价指标,综合考虑网络能耗、生存期、自适应性等重要因素,提出一种节能高效的无线传感器网络路由优化方法。通过建立无线传感器网络路由优化多指标约束模型,采用基于图论的Dijkstra算法进行路由寻优,得到了满足性能评价指标的网络优化路由,使无线传感器网络寿命更长。仿真结果验证了方法的正确性和有效性。     

基于博弈论的输电线路监测系统无线传感器网络数据转发模型

针对输电线路监测系统对无线传感器网络实时性和可靠性要求较高的特点,并为提高输电线路监测无线传感器网络的智能性,将博弈框架引入到无线传感器网络的数据转发过程,提出了一种长链状无线传感网络博弈转发模型（chain-sensor game algorithm model）,并对其纳什均衡的存在性进行了证明。依据仿真实验结果,该模型能够对输电线路监测无线传感器网络数据转发过程的拥塞以及＂漏斗效应＂等问题优化改善。     

基于无线传感器网络的声目标识别算法研究

由大量微小传感器节点组成的无线传感器网络主要用于从监测环境收集信息并做出相应的决策,研究与无线传感器网络相适应的战场目标识别算法具有重要的实际意义.针对无线传感器网络的自身特点和战场目标所辐射的声频率特性,提出了基于小波包和人工神经网络的无线传感器网络的声目标识别算法.利用小波包对声信号进行消噪处理并特征提取,然后利用神经网络分类器作最后的识别.最后实现了对该声目标识别算法的仿真.试验证明该声目标识别方法应用在无线传感器网络中是可行的.     

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。     

无线传感器网络定位技术综述

首先介绍无线传感器网络定位技术的相关术语、评价标准等基本概念及定位算法的分类方法;重点从基于测距和非测距两个方面介绍无线传感器网络的主要定位方法,并研究和分析若干新型无线传感器网络定位方法,主要包括基于移动锚节点的定位算法、三维定位算法和智能定位算法。从实用性、应用环境、硬件条件、供能及安全隐私等方面出发总结当前无线传感器网络定位技术存在问题并给出可行的解决方案后,展望未来的研究前景与应用发展趋势。     

基于RSSI测距技术的三角形面积和定位算法

为了提高无线传感器网络的定位精度,从提高测量精度、改善信标节点分布的角度提出了一种基于RSSI测距的三角形面积和定位算法。该算法利用高斯模型对非敏感区的RSSI数据进行处理,筛选出RSSI较优值,解决了RSSI易受干扰的问题。研究表明,通过高斯模型筛选出的RSSI值可以较好的预测环境参数;三角形面积和算法可以动态调整环境参数,使未知节点和信标节点达到合理距离,该算法计算简单,无需硬件扩展。     

基于无线网络传感器的定位技术研究

针对基于信号强度的无线传感器网络定位精度易受环境影响的问题,通过搭建无线传感器网络进行的实验,研究了改进的定位算法.使用CC2430无线模块作为节点收发装置,基于ZigBee无线传感器网络协议,搭建无线传感器网络平台进行定位系统的开发和改进算法的测试.由于无线信号强度误差的复杂性,采取逐阶改进的方法,通过各阶段的实验进行误差分析并改进定位算法.在搭建的无线传感器网络平台上测试的结果表明,改进的定位算法达到预期的效果,定位精度明显提高,具有一定的应用价值.