發(fā)布時(shí)間：2018-09-10 16:11

【摘要】：采用電力線作為傳輸介質(zhì)的電力載波傳感器網(wǎng)絡(luò)(Power Line Carrier Sensor Network,PLCSN),憑借永久在線、覆蓋廣、成本低等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛使用。然而,電力線信道的快時(shí)變、高衰減及強(qiáng)干擾等特點(diǎn)造成通信鏈路不穩(wěn)定,使得網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)復(fù)雜多變;而且在網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行過(guò)程中,在線節(jié)點(diǎn)可能由于失效而脫離網(wǎng)絡(luò),新節(jié)點(diǎn)可能隨機(jī)地加入到網(wǎng)絡(luò)中,網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)從而發(fā)生改變。由于實(shí)時(shí)準(zhǔn)確的拓?fù)湫畔⑹欠�(wěn)定可靠數(shù)據(jù)傳輸?shù)那疤?也是增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)健壯性和抗毀性的重要保障,因此,研究PLCSN系統(tǒng)的拓?fù)渚S護(hù)機(jī)制具有重要意義。鑒于電力載波傳感器網(wǎng)絡(luò)具有樹(shù)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、信道共享、能量不受限、節(jié)點(diǎn)通信距離有限及信號(hào)衰減與傳輸距離正相關(guān)等特點(diǎn),基于具有定位功能的Positioning-IP節(jié)點(diǎn)編址技術(shù),提出一種適應(yīng)于電力載波傳感器網(wǎng)絡(luò)的“全網(wǎng)分枝發(fā)現(xiàn),局部拓?fù)渚S護(hù)(Global Branch Discover Local Topology Maintenance,GBD-LTM)”的拓?fù)渚S護(hù)算法。該算法基于電力載波網(wǎng)絡(luò)的樹(shù)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),在一個(gè)完整的電力載波網(wǎng)絡(luò)中,對(duì)每條分枝分別探測(cè)發(fā)現(xiàn)丟失和新增節(jié)點(diǎn),通過(guò)續(xù)組網(wǎng)的局部維護(hù)策略將新增節(jié)點(diǎn)加入到網(wǎng)絡(luò)中,呈現(xiàn)PLCSN完整的實(shí)時(shí)拓?fù)湟晥D。此拓?fù)渚S護(hù)機(jī)制快速準(zhǔn)確得發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中的各種拓?fù)渥兓?通過(guò)局部維護(hù)的策略實(shí)時(shí)更新拓?fù)?增強(qiáng)PLC網(wǎng)絡(luò)的抗毀性,為數(shù)據(jù)傳輸提供實(shí)時(shí)可靠地最優(yōu)路由;局部維護(hù)避免了重新組網(wǎng)的時(shí)間浪費(fèi),提高了資源利用率和維護(hù)效率;另外,完整地PLCSN實(shí)時(shí)拓?fù)湟晥D便于網(wǎng)絡(luò)管理及故障定位,優(yōu)化了網(wǎng)絡(luò)管理工作。通過(guò)matlab對(duì)GBD-LTM拓?fù)渚S護(hù)算法進(jìn)行仿真,并與動(dòng)態(tài)發(fā)現(xiàn)拓?fù)渚S護(hù)結(jié)果比較,驗(yàn)證GBD-LTM拓?fù)渚S護(hù)算法的強(qiáng)抗毀性和高效率。結(jié)合實(shí)際的電力載波應(yīng)用系統(tǒng)GSN-PLC進(jìn)行測(cè)試驗(yàn)證,并對(duì)現(xiàn)場(chǎng)演示結(jié)果及性能進(jìn)行了分析。
[Abstract]:Power line carrier sensor network (Power Line Carrier Sensor Network,PLCSN), which uses power line as transmission medium, is widely used because of its advantages of permanent on-line, wide coverage and low cost. However, the characteristics of power line channel such as fast time-varying, high attenuation and strong interference make the communication link unstable, make the topology of the network complex and changeable, and in the process of network operation, the on-line nodes may be separated from the network because of the failure. New nodes may be randomly added to the network and the topology of the network will change. Since real-time and accurate topology information is the premise of stable and reliable data transmission, it is also an important guarantee to enhance network robustness and survivability. Therefore, it is of great significance to study the topology maintenance mechanism of PLCSN system. In view of the characteristics of power carrier sensor networks such as tree topology, channel sharing, unlimited energy, limited communication distance between nodes and positive correlation between signal attenuation and transmission distance, Positioning-IP node addressing technology with location function is used. This paper presents a topology maintenance algorithm for power carrier sensor networks (CPSNs) based on "whole network branch discovery, local topology maintenance (Global Branch Discover (Local Topology Maintenance,GBD-LTM)". Based on the tree topology of the power carrier network, the algorithm detects the lost and new nodes for each branch in a complete power carrier network, and adds the new nodes to the network through the local maintenance strategy. Renders a complete real-time topology view of PLCSN. The topology maintenance mechanism can quickly and accurately detect various topology changes in the network, update the topology in real time through local maintenance strategy, enhance the survivability of PLC network, and provide real-time reliable optimal routing for data transmission. Local maintenance avoids waste of time and improves resource utilization and maintenance efficiency. In addition, complete PLCSN real-time topology view is convenient for network management and fault location, and network management is optimized. The topology maintenance algorithm of GBD-LTM is simulated by matlab and compared with the result of dynamic discovery topology maintenance. The strong invulnerability and high efficiency of GBD-LTM topology maintenance algorithm are verified. Combined with the actual power carrier application system GSN-PLC to test and verify, and the field demonstration results and performance are analyzed.
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)石油大學(xué)(華東)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TN913.6;TP212.9

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本文編號(hào)：2234950