基于认知图的智能配电网无线传感器网络数据通信性能优化控制研究

来源 :合肥工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:gaozheng929292
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无线传感器网络技术有低成本、低功耗和自组网等一系列特点,在智能配电网应用中被认为有很广阔的前景。为了满足在智能配电网无线传感器网络(WSNs)数据通信中对实时性和可靠性的保证性要求,本文基于认知图(Cognitive Maps,CM)理论,建立一种智能配电网数据通信无线传感器网络的认知图优化控制模型,探索为智能配电网数据通信无线传感器网络高效运行提供有效的QoS保障的理论方法和应用。  本文主要工作:  1、依据无线传感器网络的架构特点,结合智能配电网网络接线与电力终端设备分布模式,设计出了智能配电网无线传感器网络的整体与局部网络架构。  2、通过对无线传感器网络中节点和链路的可靠性与延时性进行赋权值计算,依据数据通信路径选择优化模型求解所有路径中的延时性和可靠性服务质量,进而建立智能配电网数据通信无线传感器网络固有的静态路由机制,并给出了算例。  3、依据智能配电网WSNs数据传输的特点,定性归纳了影响其性能指标的主要9类因素,并构建了包含的9类概念顶点集合的CM的状态图,建立了智能配电网WSNs数据传输实时性和可靠性对应的认知图优化控制模型。通过数学方法表达了智能配电网数据传输WSNs网络节点的各个概念顶点元素之间的因果关系。给出了依据各个概念顶点属性推理获得动态决策路由路径和调整网络参数控制变量值的计算方法,并给出了3种状况的路由路径调整策略和调整网络参数控制变量值计算步骤。对本文方法进行了仿真实验,在相同的仿真环境下与多种算法比较,数据传输的可靠性和实时性均有提高,表明该方法是可行有效的。  4、选用黄山供电公司智能配电网无线传感器网络通信系统为实例,采用对改进的认知图模型以及路径选择模型进行验证。  结果表明,提出的认知图优化控制模型可为基于无线传感器网络的配电网数据通信提供有效的QoS保障。通过实例也验证了路径选择模型在节点正常通信与失效情况下的可行性,实现了数据通信中传输数据可靠性与实时性的有效平衡,同时能满足中国电力工业通信规范要求。
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