基于无线传感器网络的智能配电网故障定位研究文献综述

 2022-11-22 03:11

文 献 综 述

一、无线传感器网络及其应用

无线传感器网络是一项通过无线通信技术把数以万计的传感器节点以自由式进行组织与结合进而形成的网络形式。构成传感器节点的单元分别为:数据采集单元、数据传输单元、数据处理单元以及能量供应单元。无线传感器网络当中的节点分为两种,一个是汇聚节点,一个是传感器节点。汇聚节点主要指的是网关能够在传感器节点当中将错误的报告数据剔除,并与相关的报告相结合将数据加以融合,对发生的事件进行判断。汇聚节点与用户节点连接可借助广域网络或者卫星直接通信,并对收集到的数据进行处理。

无线传感器节点一般部署在恶劣的或者人难以到达的危险区域,因此,无线传感器节点极易出现问题。能力不易补充容易导致节点死亡或者是自然灾害等因素也会导致节点故障,造成巨大的经济损失,所以对无线传感器网络中的节点进行故障定位极为重要。

无线传感器网络定位问题

节点位置信息是WSNs监测信息采集的关键,没有位置信息,监测信息将失去意义。因此,节点定位成为该领域的研究热点。节点位置的准确性决定了监测信息是否能够和感知到的现象源相关联,因此保证节点获取到精确的位置信息至关重要。然而在大型无线传感器网络中,为每个节点配备GPS芯片来获取位置信息是不现实的。更加合理的解决方案是让部分传感器节点通过配备GPS获得自身位置,这些节点称为锚节点,其余未知节点的位置可以通过与锚节点通信来估计。

三、国内外研究现状

现有的无线传感器故障检测算法根据定位过程中是否需要测量节点的距离或方位可以分为基于测距的定位算法和无需测距的定位算法,基于测距的定位算法所需的测距技术主要有接收信号强度指示、到达时间 、到达时间差、到达角度。无需测距的定位算法主要有质心算法、凸规划算法、DV-Hop 算法等。无需测距定位方法成本低、网络生存能力强,定位精度基本上能满足实际应用的需要,因此具有更大的实用价值和发展前景。通过分析传统的DV-Hop算法,发现影响其定位精度的因素主要有两个:一个是未知节点到锚节点的距离估计误差,另一个是求节点位置时算法的性能。目前对传统 DV-Hop的改进大多都是针对这两个方面研究的[1]。针对距离估计误差的改进主要有两种方式:(1) 通过优化算法如蝙蝠算法来降低距离估计误差; (2)通过改进跳数或跳距来降低距离估计误差在无需测距的定位算法中,DV-Hop 由于简单易扩展而受到越来越多研究者的关注。

2.1国内研究:

学者季赛等人在[2]中利用节点感知数据的空间相似性,提出了节点故障的算法,通过对相邻节点所感知的传感数据进行比较,从而确定检测节点的状态,并将测试状态向网络中其他相邻节点进行扩散。

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