強電磁干擾環(huán)境下多徑路由算法的研究
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【摘要】:國家“十二五”電網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃將建設(shè)安全有效的特高壓電網(wǎng)作為其中一個非常重要的目標(biāo),而傳統(tǒng)的依靠人工巡檢的方式已經(jīng)無法滿足國家電網(wǎng)發(fā)展的快速步伐。建立特高壓輸電塔在線監(jiān)測系統(tǒng),實時監(jiān)測其安全狀態(tài),可以保障國家電網(wǎng)安全,而特高壓輸電塔本身處在強電磁干擾環(huán)境中,這對無線傳感網(wǎng)的數(shù)據(jù)可靠性傳輸提出了較高要求。同時該監(jiān)測系統(tǒng)常用的無線傳感器節(jié)點在強電磁干擾環(huán)境下易受干擾而導(dǎo)致節(jié)點失效現(xiàn)象出現(xiàn),因此保障特高壓輸電塔傳輸數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性已成為亟待解決的問題。本文根據(jù)特高壓輸電塔在線監(jiān)測系統(tǒng)無線傳感網(wǎng)自身的制約性與局限性,引入多徑路由協(xié)議,通過算法改進(jìn)來提高無線傳感網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃。尤其是?dāng)無線傳感網(wǎng)處在強電磁干擾環(huán)境下時,其可靠性更無法保證,而此時多徑路由算法的引入可以較好的解決此問題。首先,本文對無線傳感網(wǎng)所處的強電磁干擾環(huán)境進(jìn)行了研究,特高壓輸電塔自身的電壓高、頻率低,高壓輸電線路傳輸?shù)碾妷和ǔ6际巧先f伏。且一般情況下,輸電線路的電磁效應(yīng)主要表現(xiàn)為三種形式,分別是:工頻電場、工頻磁場以及電暈三個方面。同時,無線傳感器節(jié)點經(jīng)常會受到來自靜電感應(yīng)和電磁感應(yīng)的影響[1]。于是本文采用有限元法仿真模擬了此強電磁場環(huán)境,通過有限元建模與求解分析了強電磁場的分布規(guī)律。其次,根據(jù)以上模擬出的強電磁場的分布規(guī)律以及環(huán)境影響因素,研究了無線傳感網(wǎng)信號的分布規(guī)律,以及構(gòu)建了無線傳感器節(jié)點的失效模型。最后,我們依據(jù)此節(jié)點失效模型引入多徑路由恢復(fù)算法,建立多徑路由容錯模型。并使用NS2軟件仿真對比了傳輸數(shù)據(jù)端到端的延遲、路由發(fā)現(xiàn)頻率以及數(shù)據(jù)包傳送率,結(jié)果表明,本文改進(jìn)的多徑路由算法能很好地提高無線傳感網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸可靠性,具有很大的工程意義和使用價值,發(fā)展前景良好。
【關(guān)鍵詞】:特高壓 無線傳感網(wǎng) 強電磁干擾 有限元 節(jié)點失效 多徑路由
【學(xué)位授予單位】:重慶理工大學(xué)
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2016
【分類號】:TN929.5;TP212.9;TM75
【目錄】:
- 摘要4-5
- Abstract5-9
- 1 緒論9-15
- 1.1 課題的背景及意義9-10
- 1.2 多徑路由算法的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-11
- 1.3 多徑路由算法的理論基礎(chǔ)11-13
- 1.4 本文主要研究內(nèi)容13-14
- 1.5 本章小結(jié)14-15
- 2 強電磁干擾環(huán)境研究15-27
- 2.1 強電磁干擾環(huán)境分析15-20
- 2.1.1 工頻電場的分布及數(shù)值計算15-19
- 2.1.2 工頻磁場的分布及數(shù)值計算19
- 2.1.3 電暈的影響19-20
- 2.1.4 小結(jié)20
- 2.2 基于有限元法的強電磁場仿真分析20-25
- 2.2.1 Ansoft軟件在強電磁場中的應(yīng)用20-22
- 2.2.2 有限元建模與求解分析22-25
- 2.2.3 小結(jié)25
- 2.3 本章小結(jié)25-27
- 3 無線傳感器節(jié)點失效研究27-39
- 3.1 無線傳感器節(jié)點定位27
- 3.2 無線傳感網(wǎng)節(jié)點失效規(guī)律27-31
- 3.3 節(jié)點失效模型的建立31-37
- 3.3.1 H-WSNs模型構(gòu)架31
- 3.3.2 節(jié)點適應(yīng)度模型31-32
- 3.3.3 節(jié)點失效模型32-37
- 3.4 本章小結(jié)37-39
- 4 多徑路由恢復(fù)算法研究39-49
- 4.1 多徑路由協(xié)議的提出39-40
- 4.1.1 Braided Multipath Routing(BMR)39
- 4.1.2 MMSPEED39-40
- 4.1.3 AOMDV-Inspired Multipath Routing Protocol40
- 4.2 多徑路由協(xié)議的改進(jìn)40-43
- 4.2.1 AOMDV的缺點40-41
- 4.2.2 AOMDV協(xié)議的改進(jìn)41-43
- 4.3 改進(jìn)協(xié)議的數(shù)據(jù)包格式43-46
- 4.3.1 路徑發(fā)現(xiàn)43-45
- 4.3.2 節(jié)點移動時路徑維護(hù)45-46
- 4.4 本章小結(jié)46-49
- 5 多徑路由協(xié)議仿真及結(jié)果分析49-55
- 5.1 仿真平臺簡介49-50
- 5.2 仿真環(huán)境配置50
- 5.3 仿真結(jié)果分析與對比50-53
- 5.3.1 平均端到端的延遲50-51
- 5.3.2 路由發(fā)現(xiàn)頻率51-52
- 5.3.3 數(shù)據(jù)包送達(dá)率52-53
- 5.4 本章小結(jié)53-55
- 6 總結(jié)與展望55-57
- 6.1 總結(jié)55
- 6.2 后期工作展望55-57
- 致謝57-59
- 參考文獻(xiàn)59-63
- 個人簡歷、在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及取得的研究成果63
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2 陳e,
本文編號:386515
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