面向智能电网广域通信的可靠路由算法研究

无线传感器网络是智能电网广域通信中的基础组成单元,传统的无线传感器网络分簇路由协议虽能在一定程度上简化网络拓扑,但仍存在簇首选择不合理且系统能耗较高的问题。针对此,文中基于粒子群优化算法提出了一种改进的分簇路由协议。该协议利用粒子群算法的参数寻优特性对簇首搜寻方案加以改进,使得新方案考虑了距离、剩余能量、数据传输精度等多种因素。同时还使用粒子群自适应函数对该方案进行优化,从而提高了原算法的可靠性。在能耗实验测试中,所提算法迭代1 300次后的剩余能耗为31.2 J,在对比算法中为最优。而对路由路径的测试中,改进算法的平均运行时延为1.79 ms,平均误码率为0.212 5,在所有算法中均为最低,证明了该算法具有良好的实时性和可靠性。

LoRaWAN技术在远程监控系统中的研究与应用

本研究旨在探索LoRa广域网(LoRa Wide Area Network,LoRaWAN)技术在远程监控系统中的应用,设计并实现了一种基于该技术的远程监控系统。通过充分利用LoRa技术的长距离传输和低功耗特性,成功构建了一个稳定可靠的监控系统。系统架构包括网络/应用服务器、LoRaWAN网关以及LoRaWAN节点。节点负责环境数据的采集,并通过LoRaWAN协议传输到网关,网关再将数据转发至服务器进行处理和分析。通过在实际环境中的验证,证明了该系统的有效性和可行性,为远程监控领域的应用提供了新的解决方案。

基于WSN重构广域保护紧急通信通道的研究

电网发生极端灾变时常因OPGW光缆损坏而引起通信中断,导致线路主保护乃至线路被迫退出运行,广域保护也会发生类似问题。基于无线传感器网络(Wireless Sensor Network,WSN)技术,提出广域保护紧急通信通道的重构方案。介绍了WSN的系统结构和特点,分析了WSN在发生电网灾变时相对于传统通信方式的优势,并探讨了WSN应用于通信通道重构时的路由协议、数据可靠性,数据融合及延时等关键技术。进而结合纵联电流差动保护,测试不同负载率下的WSN传输实验,并将测试结果应用于广域保护的数字仿真中,结果显示基于WSN重构紧急通信通道能够满足广域保护的需要。在极端灾变时若允许适当降低主保护动作速度,上述方案也能为线路纵联主保护提供通信通道。

灵巧弹药发展概述

灵巧弹药是近几十年来出现的最为重要的弹药类型之一,已越来越广泛地应用到现代战场。在融合了对国内外灵巧弹药最新认识的基础上,剖析了灵巧弹药的技术内涵,介绍了弹道修正弹、制导弹药、末敏弹、广域值守弹药和巡飞弹等几种典型的灵巧弹药,提出了灵巧弹药的关键技术和发展方向及我国灵巧弹药的发展重点。

基于低功耗广域网的海岛水产养殖环境监测系统研制

针对海岛环境中水产养殖区域分散、工作环境恶劣、人工巡检不便等问题,设计了基于低功耗广域物联网的海岛养殖环境监测系统。系统包括集成Arduino和传感器的终端采集节点,通过LoRa技术实现数据汇总和远距离传输的汇聚网关,利用Python与PostgreSQL开发用于数据接收、存储、处理、访问和控制的后台监测系统。通过对网络拓扑复杂度、能耗等方面的评估,表明在海岛环境下部署水产养殖环境监测系统,相比传统Zigbee多跳无线传感网,采用LoRaWAN,其单跳节点覆盖范围更大,而网络复杂度、能耗等更优。测试表明该系统能以较低功耗实现整片区域内远距离数据采集,有效传输养殖区水体环境数据。网络生存期与传输可靠性测试表明,当传感器节点采用3.7 V/4 200 mAh锂电池,上传周期为30 min时,监测网络的有效生存期理论上可达2.4 a;在800 m通信范围内,发射功率为20 mW时,节点丢包率小于3.6%,具有较高的通信可靠性。该研究可为水产养殖生产和物联网应用研究提供有效参考。

基于RSSI-锚圆算法的无线传感器网络节点自定位研究

针对广域危险环境下无线传感器网络中锚圆内质心定位机制存在定位不够精确的缺点,以及基于RSSI测距算法有时会存在死区域的不足,本文在深入分析这两种定位机制的基础上,融合二者的优点,提出了一种有效的无线传感器网络节点自定位方法——基于RSSI-锚圆的定位算法.并对该定位算法进行了仿真实验,实验结果表明该算法计算的半径值与实际情况相符,提高了锚圆半径值的精度,从而大大提高了节点的定位精度.

面向普适健康服务的无线体域传感网

面向普适健康服务的无线体域传感网要求网络满足高速、低功耗的要求。通过采用超宽带技术,结合普适健康服务业务需求,构建了高速、低功耗的无线体域传感网。该网络能够支持多种传感器同时检测,通过高速物理层接口,做到生理信息的及时传输。实际原型系统测试表明:该原型系统能够支持10个以上节点,在3 m范围内提供100 Mbps的网络速率,并且发送节点平均功耗小于10 mW。

储罐声发射内置传感器的声源特性

大型原油储罐声发射在线检测技术受罐底直径的影响较大,其中心区域声源信号衰减明显,传统检测方式难以获取完整的罐底腐蚀声源信号。提出了内置传感器阵列与罐壁外周传感器阵列相关联的声发射广域检测方法,通过全相位多次互相关算法得到更精确的声源信号到达时差,并结合三维超定定位算法实现储罐底板腐蚀全域声源信号的准确定位,并在模拟立式储罐中进行验证试验。试验结果表明:基于全相位多次互相关的三维超定定位法可以有效用于传感器内外混合布置的声源定位,定位精度高于传统贴于外壁式检测方法的精度。

基于组合弦测的钢轨波磨广域测量方法

该文针对传统弦测方法有效检测波段较窄,不能通过单个系统对30mm^60m全波段弦测波形进行复原的缺陷,提出一种基于两点弦与三点偏弦相结合的钢轨波磨广域测量方法。该方法一方面使用最小二乘法来设计逆滤波器,只需计算传递函数的幅频特性,较传统的频率采样法省去了相频特性的计算;另一方面在三点偏弦法的架构下,通过3个检测点灵活组合,将两点弦长波测量与三点偏弦短波测量优势进行互补,实现了单个系统下的全波段弦测波形的准确复原与测量。为验证该方法的有效性,在室内轨检小车上利用1D激光位移传感器搭建了钢轨波磨测量平台,并进行了线路测试。实验结果表明,该方法能较为精确地对广域轨道波磨进行测量。

一种宽域型氧气传感器的制备及其性能研究

采用流延技术制备了YSZ电解质膜,并在其两面丝网印刷了电极和扩散障,将它们叠层共烧获得了氧气传感器。再将它与在氧化铝基片上丝网印刷铂浆制备的加热器组装获得了传感器器件,并测试了相关性能。加热器温度随输入电压增大而迅速上升,在13 V时可达690℃。通过对传感器在空气中线性电压扫描测试,典型的极限电流平台在输入电压为9 V、11 V和13 V时均被发现,表明它在此工作温度范围内具有监测21%以下氧气浓度的能力。扫描电压固定在0.7 V,又在这三种工作温度下测试了它对1%~21%范围内不同浓度氧气的响应电流信号。发现传感器可在10 s内快速响应,信号值与氧气浓度间存在较好的线性关系,且重复性好,表明它具有快速监测宽域氧气浓度的稳定性能。

广域传感器数据库中多查询处理的研究

广域传感器数据库是目前国际上的一个热点研究领域.详细分析了广域传感器数据库中的查询处理技术,针对多个查询间存在的查询冗余问题,提出了一种多查询处理体系结构,并对体系结构中各模块的功能和实现算法进行了分析说明.理论分析和实验结果表明,此方法不仅可以有效地缩短用户访问的延迟时间,加快用户查询的速度,而且可以显著地减少传感器网络内部消息传递的数量,提高网络带宽的利用率.

基于LoRa技术的低功耗广域网通信应用设计

LoRa是一种基于扩频技术的远距离无线传输技术,随着我国高新技术产业的不断发展,LoRa低功耗广域网通信技术在大规模化的农业种植以及工业制造等领域应用越来越广泛,具有良好的行业发展前景。应用LoRa技术构建低功耗传感网络,设计出一个网关,支持多个终端,在终端实现对温度、湿度等数据的采集,速率优于1kb/ps,覆盖直径大于3km,通过实验测试达到较好的性能。

一种广域无线传感网络移动Sink节点路径规划方法

在广域无线传感网络中,大量Sink节点处在移动状态,路径规划过程易受其他节点特征的干扰,导致规划效果较差,提出一种针对广域无线传感网络的移动Sink节点路径规划方法。利用Sink数据采集协议确定节点的最佳位置,通过计算最大网络寿命成本比确定节点的最佳数量后,根据节点的最佳位置和数量规划出最大容量路径。依据最大容量路径计算出Sink节点在四个方向上的权值系数,并沿着最大权值系数的方向移动,完成广域无线传感网络移动Sink节点路径规划。仿真结果表明,所提方法的运行时间低于6 s、路径长度最长为53 cm、拐点数量少于9个、迭代次数高达69次。

广域传感器数据库中数据冗余问题的研究

传感器网络在监控、采集、处理和传播信息过程中体现着准确、实时、方便、可靠等特点,引起了越来越多国家的军事界、学术界和工业界的高度重视。本文详细分析了广域传感器数据库中存在的结点信息重复存储问题,并针对此问题提出了一种采用单链表存储兄弟结点之间相同文档碎片的方法,有效地解决数据冗余问题。

融合BIM技术和物联网的消防安全数据管理方法

针对传统消防管理系统中存在的数据管理模式单一、数据反馈不及时、直观性不强等问题,提出了一种融合BIM技术和物联网的消防安全数据管理方法。该方法利用传感网络实时监测室内消防数据,将消防数据与BIM模型相结合,实现在三维模型中的数据可视化,同时配合视频监控中的图像信息实现传感数据监测、三维场景查看、视频监测融合的动态场景化消防数据综合管理。论述将消防安全数据管理方案用于建筑运维阶段的方法。通过将BIM模型与LoRa技术相结合做出了便于消防管理人员实时监测室内火灾情况、了解火灾发生地周围建筑布局的开发设计。

基于智能手机的LoRa无线传输效能测试研究

基于LoRa的低功耗广域网技术有望成为未来物联网的主干支撑技术之一。为了给工作在不同应用环境中的LoRa无线传感器网络节点间的传输提供简单有效、易于使用、成本低廉的测试手段,提出一种基于智能手机的LoRa无线传输效能测试系统。该系统由智能手机及与之配套的低成本测试节点组成。对组成系统的智能手机端App及测试节点设计进行讨论,系统完成后利用其在智能楼宇与智慧农业的应用场景下进行测试。测试结果表明,LoRa无线传输在不同的应用环境中会受到外界因素的干扰,通过本系统可方便、有效、快捷地获得分散在较长时间周期内的数据,为基于LoRa的无线传感器网络在设计、安装与维护中提供以数据传输效果为表征的参考测试数据。

智能电网中的继电保护技术应用

阐述继电保护技术中的单原件保护、广域保护、智能传感器特点,分析继电保护配置方案,包括线路保护、组件保护、综合监测系统的应用。

基于压力传感器的超低功耗波导管监测系统设计

针对轨道交通波导管人工运维时效低,安全风险高等问题,设计一种监测装置,利用压力传感器,通过弹簧连接压力传感器和波导管滑动支架,利用滑动支架滑行距离拉动弹簧对压力传感器施加压力,根据测量值测算滑行距离,实现对波导管的实时检测。同时辅助以温度测量,根据当前温度变化,调整采集频率,降低功耗。利用NB广域网,数据传入云端服务器,集中管理,实现波导管设备的实时监控预警系统。实验结果表明,装置可以有效实现监测功能。

广域传感器数据库中的缓存技术研究

广域传感器数据库是当前国际上备受关注的由多学科高度交叉的新兴热点研究领域。广域传感器数据库具有巨大的应用价值,应用前景十分广阔。基于缓存技术和预取技术,提出了一种缓存技术与预取技术相结合的体系结构。对体系结构中各个模块的功能和实现算法进行了详细阐述,对算法进行了复杂性和实例分析,有效地解决了广域传感器数据库系统中,低频结点数据进入缓存替换出高频结点数据所造成的缓存命中率低和系统资源浪费问题。

STM32的智能宿舍烟雾检测器的设计

STM32的检测器具有低功耗、高效性和可靠性的特点,但只依靠烟雾检测器的测量不能对抽烟行为实行全面管理。为了提高其检测精度及可用性,本文提出以STM32为核心的判断烟雾和温度阈值的方法。通过采用MQ-2烟雾传感器采集烟雾数据,并使用DHT11温度传感器获取环境温度信息,用ZigBee无线远传功能将采集到的信息通过网络发送到学校官方小程序中。实践结果表明,本文的设计能够提供有效的抽烟监测和安全管理,具有较好的可实施性。