用于水電機(jī)組狀態(tài)監(jiān)測(cè)的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)能量高效機(jī)制研究.pdf

1、隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，對(duì)電力的需求量越來(lái)越大。水電作為能量轉(zhuǎn)換最有效的綠色能源，近年來(lái)不斷被開發(fā)利用，水電機(jī)組的單機(jī)裝機(jī)容量也不斷增大，正逐步成為電網(wǎng)的主力機(jī)組，對(duì)電網(wǎng)安全運(yùn)行產(chǎn)生著日益重要的影響。因此，水電機(jī)組運(yùn)行的可靠性顯得尤為重要和突出。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)作為一種新的數(shù)據(jù)采集技術(shù)為水電機(jī)組狀態(tài)監(jiān)測(cè)提供了一種極佳的選擇。但由于傳感器節(jié)點(diǎn)采用電池供電，現(xiàn)有技術(shù)條件下電池的壽命不能滿足無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)長(zhǎng)期工作的需要，所以采用均衡網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)消耗

2、的能量、增加冗余節(jié)點(diǎn)、采用休眠機(jī)制、進(jìn)行數(shù)據(jù)融合和數(shù)據(jù)壓縮等機(jī)制高效的使用傳感器節(jié)點(diǎn)的能量、延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)的壽命是無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)用于水電機(jī)組狀態(tài)監(jiān)測(cè)必須解決的問題。針對(duì)以上需求，本文主要研究?jī)?nèi)容如下： 首先，分析了無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)用于水電機(jī)組狀態(tài)監(jiān)測(cè)的優(yōu)勢(shì)，提出了針對(duì)水電機(jī)組狀態(tài)監(jiān)測(cè)的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，并分析總結(jié)了應(yīng)用過(guò)程中的關(guān)鍵技術(shù)及延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)壽命可采用的四種能量高效機(jī)制，為進(jìn)一步的深入研究提供了基礎(chǔ)。 其次，為了解決整個(gè)

3、網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)能量均衡消耗的問題，研究了無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)能量多路徑路由機(jī)制。通過(guò)對(duì)基于分層網(wǎng)絡(luò)模型的能量多路徑路由協(xié)議的分析，為解決其缺陷，提出了改進(jìn)型能量多路徑路由協(xié)議（IMP-EA）。以網(wǎng)絡(luò)壽命和丟包率作為評(píng)價(jià)指標(biāo)，對(duì)改進(jìn)的能量多路徑路由協(xié)議和其它3種路由協(xié)議進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn)。仿真結(jié)果表明，改進(jìn)后的協(xié)議有效地延長(zhǎng)了網(wǎng)絡(luò)的生存時(shí)間，提高了數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)效率，進(jìn)一步均衡了整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的能量消耗。 最后，為了解決靠近匯聚節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)能量消耗過(guò)快的問題，

4、研究了冗余節(jié)點(diǎn)的分布對(duì)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)壽命的影響。介紹了基于正六邊形網(wǎng)格的分層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)；以網(wǎng)格作為網(wǎng)絡(luò)的最小工作單元，研究了如何分配無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的冗余節(jié)點(diǎn)來(lái)延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)壽命；通過(guò)對(duì)網(wǎng)絡(luò)壽命的分析，獲得了由各層網(wǎng)格的冗余節(jié)點(diǎn)倍數(shù)向量Rn、1－n層節(jié)點(diǎn)倍增值Rt和分配剩余冗余節(jié)點(diǎn)的概率密度函數(shù)f(k)共同構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)冗余節(jié)點(diǎn)最優(yōu)分布條件。通過(guò)對(duì)同一網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，但冗余節(jié)點(diǎn)按三種不同條件（最優(yōu)分布、均勻分布和泊松分布）分布的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了仿真分析，仿真結(jié)果