變電監控中無線傳感器網絡的智能化優化

史皎方芝

摘? 要：在新時代的大背景下，人們生活水平得到大幅度的提高，所以對于自己生活的環境、質量等各方面都非常關注并提出更高的要求。近幾年來，我國電力行業發展的態勢非常強勁， 所以為了能夠讓變配電設備監控與診斷系統的數據多元化，還需要專業工作人員展開深入的分析和研究。因此，本篇文章主要對變電監控當中無線傳感器網絡智能化優化展開深入探討，希望可以為相關工作人員起到一些參考與幫助。

關鍵詞：變電監控;無線傳感器網絡;智能化;優化

伴隨著時間的不斷推移，我們國家的電力行業發展的速度極快，在新時代當中，需要按照無線傳感器網絡技術的特點，應用科學的方法，滿足變電監控系統當中數據量大、單元級場站集之內和之間的數據，需要不同交互以及協同處理等特點，建立出成本更低的分層分布式無線傳感網絡處理機制?；诖?，本文下面主要對變電監控當中無線傳感器網絡智能化優化展開深入的探討。

1、無線傳感器網絡的含義的技術特點分析

通過對無線傳感器進行認真的分析發現，其具有復雜性的特點，其中包括許多內容，例如：電源感知部件、嵌入式處理器、存儲器等等。無線傳感器網絡將傳感器技術、嵌入式計算機技術、分布式信息處理技術等全部基于一身，讓它們之間相互影響、相互幫助、相互促進，最終在相輔相成當中對相關數據展開科學處理。網絡是由廉價并且具有密集性特點的智能無線傳感器節點構成的一種無線通信網絡，它并沒有非常固定的基礎設施，主要是通過節點多挑或者是單挑的方式形成的一種分布式無線通信網絡。

無線傳感器網絡將被監控區域的數據作為中心和重點，其中間節點有數據處理、緩存等各項功能，因為傳輸范圍受到影響和限制，所以當兩個節點不能夠以直接的方式進行時，可以通過中間節點來進行轉發。

2、無線傳感器網絡主要特點

其是一種新型的網絡，將其與具有傳統特點的無線網絡相比較，二者之間有著很大不同，無線傳感器網絡具有如下一些特點：其一：能量有限。節點在正常的情況之下，由電池進行有序供電，每個節點的能源畢竟是是有限的，一旦電池能量耗盡，節點就會離開停止工作。

其二：節點數量多。許許多多的節點被投入到同一個區域執行重要任務，正是利用節點之間的這種高度連接性來保證網絡系統的抗毀性和容錯性。其三：可大規模的布網。其四：以自動的方式展開動態拓撲。其五：將被監測的對象數據作為中心和重點。其六：自動式的配置以及自動式的管理。其七：可以針對于不同的信息，應用不同的無線傳感器節點。其八：網絡能源受到影響和限制。

3、無線傳感器網絡在變電監控當中所存在的問題分析

經過研究之后發現，無線傳感器網絡主要是將數據為中心作為的重點，包括：有限的計算能力、有限的存儲能力、有限的無線通信能力等等，應該運用怎樣的方法，才能夠在有限的資源境當中獲得更多、更高質量的特征信息，并且快速傳輸到用戶節點當中展開專業處理， 是相關工作人員以及無線傳感網絡研究當中的重點和要點問題。

當變電監控無線傳感器網絡在組件的過程當中，電能是網絡使用壽命長短的關鍵，同時，不同環境的信息，需要有不同的無線傳感器節點、不同的軟件系統等等，并不具備普遍的適應性，這些問題究其根本，就是無線傳感器網絡路由協議問題，所以需要有一個更具智能性特點的路由協議，為節約能源、降低耗費打下基礎。

4、智能化特點的無線傳感器網絡路由協議

現如今無線傳感器網絡的路由協議主要包括兩種，即：平面路由協議與分成路由協議，通過對平面路由協議進行分析，發現需要維持較大的路由表，而且所占據的空間內存非常大， 所以將其加入到具有規模特點的網絡當中，所呈現出來的工作效果并不是很好。但是分層路由器就可以將這一問題妥善解決，LEACH協議具有成熟與完善的特點，將其與平面路由協議進行比較，發現二者之間有著很大的不同與差異，LEACH 協議可有效的延長20%～30%的網絡生存的時間，但是因為LEACH當中隨機性較大，所以造成簇首需要負擔簇內成員數不同，極有可能會出現集體密集的地方簇規模較大，而集體較少的地方簇規模較小，導致網絡的負載平衡程度不斷的下降，增加節點能源的耗費，因此，無法在有效的延長網絡生存的時間。還需要有效降低和減少功能與負載平衡，在變電監控環境當中，把LEACH路由協議進行智能化的改進，進協議并不需要網絡當中所有節點進行互相通信，與LEACH同樣，進協議需要以循序漸進的方式進行展開每輪分簇的準備階段和穩定工作的階段。

（1）準備簇

首先將重新競選簇首的消息發送出去，全部接收到消息的節點會按照接收到的信號強度值和自己所剩余的能量的計算出一個閾值，確定是否有參與競選的資格。發送請求當選簇首的消息，是消息當中主要包括本節點剩余所有的能量值，并沒有滿足這一條件和沒有接收到重新競選簇首消息的節點會變成非觸手節點。Sink節點接收到所有競選節點所發送的請求，當選簇首的消息時，會按照接收信號的強度與競選節點剩余能量的層級選擇出 M最佳的節點作為簇首，并且以廣播的方式來，發布任命簇首的實際消息，當接收到此消息之后的節點，發現自己就是認命當中的簇首，那么可以當選為簇首。當某節點當選簇首之后，會使用非持續協議 CSMAMAC以同樣的傳輸能量在假設簇首節點傳輸范圍之中，向剩余的節點廣播自己成為了簇首以及重新加入簇，全過程被稱之為了 ADV。上一節點在聚類廣播階段，需要將接收器以持續的方式進行打開，接收簇首們的所有消息，如果在某一個時間段間隔收到了多個ADV消息，之后就需要按照其消息的程度來決定加入到哪個簇，最終真正實現節約能量的目標。在每個節點確定加入了哪個簇之后，應用CSMA MAC協議發送請求加入簇的消息，到達與之相對應的簇首，簇首接收到所有請求加入簇的消息之后，以廣播的方式，為每一個簇首成員分配TDMA時間表的授權處理成員的相關消息，接到相關消息的節點，如果發現授權簇類當中包括自己，那么自己就會成為此簇當中的簇員，否則的話，就會進入到休眠的狀態當中去，節約更多的能量。

（2）穩定工作環節

簇內需要應用單跳通信的模式，簇首間是多跳和單跳相結合的方法，節點選擇離開自己的平面距離最近的節點展開路由中轉。通過多跳路由的方式來平衡分簇結構網絡的負載可以將某些問題進行有效的避免，例如：簇類成員因為距離簇首非常的遠而造成死亡，最終延長了網絡的生命周期。另外，在節點間使用協商制度可以保證傳輸有用數據，簇內成員在數據傳輸之前不能夠以直接的方式采集到相關的數據。

結束語：

簡而言之，本篇文章主要對 LEACH協議進行認真研究，之后應用科學的方法對其進行改進，讓其成為具有智能特點的無線網傳感器網絡，為監控終端提供高質量的服務，而且在幫助辨認監控系統項目多功能更加完整等方向也會提供源源不斷的助力，伴隨著時間的不斷推移，必定會出現集多種監控與一身的網絡監控平臺，最終真正的實現智能化的應用，所以相關工作人員在日常的工作當中，還需要不斷進行經驗的總結以及認真學習，大幅度提高自己的綜合素養與工作能力，明確無線傳感器網絡智能化優化的重要性和意義，幫助我們國家的電網在運行的過程當中能夠真正的實現順利和有序，不會再受到任何因素的影響和制約。

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