本文選題：智能電網(wǎng) + 無線傳感網(wǎng)��； 參考：《華北電力大學(北京)》2014年碩士論文

【摘要】：當前在信息領域中無線傳感器網(wǎng)絡技術是一個研究熱點,應用前景相當廣闊。隨著各種先進技術在電網(wǎng)中的普及,智能化已經(jīng)成為電網(wǎng)發(fā)展的必然趨勢,無線傳感器網(wǎng)絡技術也在智能電網(wǎng)中扮演著越來越重要的角色。智能電網(wǎng)的建設以當代電力系統(tǒng)網(wǎng)絡化、信息化技術高速發(fā)展的現(xiàn)狀為前提。為響應國家電網(wǎng)打造堅強智能電網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃,早日建立對電網(wǎng)全面監(jiān)測的安全體系和信息互動體系,研究如何解決無線傳感網(wǎng)絡通信的能量效率、可靠性和大規(guī)模組網(wǎng)等問題,優(yōu)化通信網(wǎng)絡,成為研究人員面臨的重要課題。本論文針對智能電網(wǎng)無線通信的特點,從路由角度出發(fā),改進無線傳感器網(wǎng)絡路由算法,實現(xiàn)網(wǎng)絡能耗優(yōu)化,以滿足建設堅強智能電網(wǎng)通信需求。針對電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集和監(jiān)測業(yè)務,論文首先分析了LEACH算法的工作原理以及其存在的不足,提出一種基于LEACH的改進路由算法。通過在選擇簇頭時加入節(jié)點的剩余能量,節(jié)點連續(xù)未當選過簇頭輪次以及節(jié)點度等因素,使高能量以及當選簇頭次數(shù)少的節(jié)點更易當選簇頭,延長了網(wǎng)絡生命周期,提高網(wǎng)絡整體性能。針對電力系統(tǒng)傳感網(wǎng)節(jié)點大規(guī)模分布導致距基站較近的部分節(jié)點能量衰減過快,以及簇頭分布不均勻等問題,提出一種網(wǎng)格狀分簇路由算法,算法首先將節(jié)點分布區(qū)域劃成若干正方形網(wǎng)格,其次根據(jù)網(wǎng)格內(nèi)部通信選擇簇頭,從而平衡全網(wǎng)節(jié)點能量；最后在簇間路由采用多跳通信方式向基站傳輸數(shù)據(jù),根據(jù)簇頭節(jié)點和基站的相對位置構(gòu)建虛擬最優(yōu)中繼節(jié)點,將周圍簇頭的坐標以及剩余能量兩因素作為下一跳中繼節(jié)點的選擇標準,進一步降低了能量開銷。仿真實驗結(jié)果分析表明,算法在大區(qū)域環(huán)境下可以顯著延長網(wǎng)絡的生命周期,均衡節(jié)點能量消耗,能夠支持多種復雜的無線傳感器網(wǎng)絡應用環(huán)境,可擴展性好。
[Abstract]:At present, wireless sensor network (WSN) technology is a research hotspot in the field of information, and its application prospect is very broad. With the popularity of various advanced technologies in the power grid, intelligence has become an inevitable trend of the development of the grid, wireless sensor network technology also plays an increasingly important role in the smart grid. The construction of smart grid is based on the current situation of modern power system networking and the rapid development of information technology. In order to build a strong smart grid development plan in response to the State Grid, establish the security system and information interaction system for the overall monitoring of the power grid at an early date, and study how to solve the problems of energy efficiency, reliability and large-scale networking of wireless sensor network communications, Optimization of communication network has become an important task for researchers. In this paper, according to the characteristics of smart grid wireless communication, from the point of view of routing, the routing algorithm of wireless sensor network is improved to optimize network energy consumption to meet the communication needs of building a strong smart grid. Aiming at the data acquisition and monitoring service of power system, this paper first analyzes the working principle of LEACH algorithm and its shortcomings, and proposes an improved routing algorithm based on LEACH. By adding the residual energy of the node when the cluster head is selected, the node is not elected over the cluster head cycle and the node degree continuously, so that the nodes with high energy and less elected cluster heads are more easily selected, and the network life cycle is prolonged. Improve the overall performance of the network. In order to solve the problem that the large-scale distribution of nodes in power system sensor network leads to the fast energy attenuation of some nodes close to the base station and the uneven distribution of cluster heads, a grid-like clustering routing algorithm is proposed. The algorithm firstly divides the node distribution area into several square grids, then selects cluster heads according to the internal communication of the grid, thus balancing the energy of the nodes in the whole network. Finally, the multi-hop communication mode is used to transmit data to the base station in the inter-cluster routing. According to the relative position of cluster head node and base station, the virtual optimal relay node is constructed. The coordinate of cluster head around and the residual energy are taken as the selection criteria of the next hop relay node, and the energy cost is further reduced. The simulation results show that the algorithm can significantly prolong the lifetime of the network, balance the energy consumption of nodes, and support a variety of complex wireless sensor network application environments.
【學位授予單位】：華北電力大學(北京)
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TN929.5;TP212.9

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