針對電力系統信息采集終端的M2M物聯網應用探討

摘 要：隨著時代的不斷進步和發展，電力系統信息采集終端也有了更高的要求。研究從不同角度出發，對M2M物聯網的應用進行了相應的分析，對網絡拓撲控制方法也進行了相應探討。網絡動力學特征相對來說是比較復雜的，研究對它進行了簡化處理，希望通過研究，能夠為以后在這方面的工作提供一些參考。

關鍵詞：電力系統;物聯網;網絡拓撲

一、 引言

隨著時代的不斷進步和向前發展，現代信息技術也在不斷的發展，對微型計算機的使用也越來越廣泛。萬物互聯這一理論已經深入人們的心中，人們對于傳感器構成的網絡也在不斷的研究，尤其是對無線傳感器網絡一直在持續的關注和重視，這些傳感器所構成的網絡，主要是通過無線通信的方式來實現的，并且屬于自組織的形式。傳感器網絡不管是在傳統領域，還是在新興領域，都有著較好的發展前景，比如國防軍事、現代化農業等，都有著廣泛的運用。

二、 M2M與無線傳感器網絡

M2M指的是沒有信息化這一功能的設備，在網絡與設備做通訊工作時，起到相應的作用，廣義的M2M指的是Machine to Man，就是將設備與設備之間的通信相互連接，再將其在設備與人的關聯中進行推廣。目前，M2M在物聯網技術中的應用是比較廣泛的，比如廣域網、局域網等，對信息進行接入和輸出的工作，所采納的機制也有不同的種類，包括GSM短消息封裝、SS7信令等。

無線傳感器網絡也具有相應的生命期，生命期所指的內容是網絡在正常運作時，傳感器由于將自身的能量消耗完畢，導致出現了失效的情況，這段時間就屬于生命期。所以，目前在對無線傳感器網絡進行研究工作時，主要對生命期進行研究，如何將其工作時間最大化，是需要研究的主要內容，這也是首要目標。通過對功率進行相應的把控和分簇拓撲控制，對無線傳感器網絡進行改善，能夠使得相應的需求得到滿足。我國的發電量和用電量都是非常大的，并且在電力供應這一方面的制度也是比較完善的，為了能夠對居民的用電進行更好的把控，可以使用信息采集終端這一技術，對所收集到的信息進行分析，從而更好的對居民進行服務。在使用這一技術時，對網絡拓撲結構、拓撲控制的研究是非常重要的，所以文章主要針對這兩個方面展開了相應的研究。

三、 拓撲結構與控制算法

（一）拓撲結構

網絡拓撲的結構有不同的類型，包括總線拓撲、星形拓撲、環形拓撲和網狀拓撲等。每一種的類型都有各自的特點：總線拓撲的結構相對來說是比較簡單的，而且具有靈活性，方便對其進行擴充處理，節點與節點之間的對于資源進行共享的功能是比較大的，它屬于一種基本形式的局域網拓撲形式，在信息管理系統領域有著廣泛的使用。

星形拓撲中設置了一個中心節點，通過這一節點其他節點可以完成相應的連接。星形拓撲的結構也是比較簡單一些的，在對這一結構進行管理時，也比較方便，可以對其進行集中性的把控，比較容易進行組網;網絡出現延長的時間相對是比較短的，不會出現太高的誤碼率，在共享功能上也是比較差的，相對來說，中央節點有著比較大的負擔。

環形拓撲中，每個節點與通信線路向連接，形成一個閉合的環。在這一類型的網絡拓撲中，數據流在進行時方向為同一個方向，數據首先從發送端輸出，最后會再回到發送端的一個過程。不管是哪一個節點輸出的信息，其他節點都能夠接收的到。同時，每個節點都有可能對網絡的可靠性產生不利影響，節點出現問題之后，很大可能會使得整個網絡都出現故障。另外，如果對節點進行添加，或者刪除時，對這個網絡的運行也有相應的影響。環形網由于線路是封閉起來的，所以進行擴充工作時是比較麻煩的。

（二）控制算法

為了能夠將無線傳感器網絡的工作時間進行延長，在保證全局穩定的狀態下，對節點的能量的應用進行縮減，從而加強對能量的使用。運用節點功率控制算法，能夠使得拓撲結構可以更好的應用。以下為幾種比較具有代表性的功率控制算法。

CPC算法：對于所有的節點，這一算法使用的傳輸功率是相同的，在保證網絡可以正常運行的情況下，功率值也是最小的數值;K-neighbor算法：在分布式控制算法中，這一算法的使用是比較多的，也是比較典型的，這一算法使用了距離估測技術，通過這一技術對距離進行檢測，并且按照距離的長短來做排序工作，從而將鄰近節點進行確定;LMST算法：這一算法首先會使節點對報文進行輸送，在做這一工作內容時，節點要調整到最大的功率，所輸送的位置為鄰近節點，發送之后，節點會獲取相應的最小生成樹，它會對節點的傳輸功率進行把控;CLUSTERPOW算法：這一算法中，根據直接可達關系，對其進行轉化，調整為路由關系，由于分簇的層次是不一樣的，所以需要對功率進行相應的調整。

拓撲控制算法是多樣的，有著不同的類型，我們在對控制算法進行運用時，要做到綜合性的思考，將每一個方面都考慮進行，比如部署性、通信干擾程度等。

四、 總結

以上內容對拓撲結構進行了闡述，首先分別對不同類型的結構做了相應的說明，包括總線拓撲、星形拓撲、環形拓撲等;其次對拓撲控制算法的幾種典型算法進行了介紹。通過這些研究，能夠為之后對拓撲網絡的針對性使用的研究奠定基礎，并在無線傳感器網絡中更好的對結構進行使用。當然，傳感器網絡拓撲還有很多需要繼續研究的問題，比如傳感器網絡的安全性能就是其中非常重要的一項內容，也是在之后的工作中需要注意的一項內容。

參考文獻：

[1]馬書惠，袁曉靜，田新雪.物聯網M2M業務終端優化技術研究[J].信息通信技術，2014（2）.

[2]李晶晶，張永超，徐丹.基于海事衛星的M2M應用研究[C].第十一屆衛星通信學術年會.北京：中國衛星學會衛星通信委員會，2015.

[3]魏星.工業遠程控制與物聯網技術[D].包頭：內蒙古科技大學，2013.

作者簡介：

夏玉寶，南京能瑞自動化設備股份有限公司。