ZigBee技术在电力检测中的应用及其自组网路径寻优方法研究

发布时间：2017-03-31 20:05

  本文关键词：ZigBee技术在电力检测中的应用及其自组网路径寻优方法研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：在电力检修作业中,为了避免由于高压接地棒与高压输电线之间接触不良而导致的安全事故,需要对于高压接地棒与高压输电线的驳接情况进行实时、准确地检测,并及时地传输给现场的安全员。本文设计了一款基于ZigBee和传感器的高压接地棒无线检测模块,实现了驳接信息的自动检测以及检测数据的实时传输。并对于检测数据在长距离传输时的ZigBee自组网路径寻优问题进行了理论研究,提出了两种优化算法。本文主要工作如下：(1)本文借助无线传感器网络技术、ZigBee通信技术、超声波检测技术和嵌入式软件技术,设计了一款基于ZigBee的高压接地棒无线检测模块,并依据总体设计方案以模块化的设计思想,对于高压接地棒无线检测模块分别进行了硬件、软件设计,最后对于检测模块进行了联合调试,验证了所设计模块的有效性。(2)分析了ZigBee路由层面中定义的两种算法：Cluster-Tree算法、AODVjr算法,指出Cluster-Tree传输效率低,AODVjr路由发现能耗高,且它们都未考虑节点能量等问题。文中基于贪婪转发算法提出了两种优化算法：Greedy-R算法、Greedy-Ⅰ算法,在解决原算法问题的基础上,实现了传输时路径的最优化选择以及网络寿命的延长。(3)选用了NS2模拟仿真软件进行仿真实验,将Greedy-R算法、Greedy-Ⅰ算法与贪婪算法、贪婪周边无状态路由算法进行比较,证明了所提出算法在投递率、端到端时延以及平均能耗上均有优化。
【关键词】：高压接地棒无线检测模块 ZigBee技术 贪婪转发算法 贪婪周边无状态路由算法
【学位授予单位】：北京交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN92;TM08
【目录】：

• 致谢5-6
• 摘要6-7
• ABSTRACT7-10
• 1 绪论10-14
• 1.1 课题研究的背景和意义10-11
• 1.2 国内外研究现状11-13
• 1.3 本文主要研究内容及结构13-14
• 2 ZigBee无线通信技术概述14-24
• 2.1 几种短距离无线通信技术的介绍14-15
• 2.2 ZigBee技术特点15-16
• 2.3 ZigBee节点类型16-17
• 2.4 ZigBee网络拓扑结构17-19
• 2.4.1 星形结构17-18
• 2.4.2 树形结构18
• 2.4.3 网状结构18-19
• 2.5 ZigBee协议分层架构19-23
• 2.5.1 物理层20-21
• 2.5.2 MAC层21-22
• 2.5.3 网络层22
• 2.5.4 应用层22-23
• 2.6 本章小结23-24
• 3 高压接地棒无线检测模块方案设计与实现24-44
• 3.1 需求分析及总体方案设计24-25
• 3.2 高压接地棒无线检测模块硬件设计与实现25-32
• 3.2.1 ZigBee模块选择及介绍25-27
• 3.2.2 信息采集方式设计及传感器选型27-30
• 3.2.3 电池型号选择30-31
• 3.2.4 高压接地棒无线检测节点设计31-32
• 3.3 高压接地棒无线检测模块软件设计32-42
• 3.3.1 Z-Stack协议栈简介33-35
• 3.3.2 协调器节点软件设计35-39
• 3.3.3 数据采集终端节点软件设计39-42
• 3.4 高压接地棒无线检测模块调试42-43
• 3.5 本章小结43-44
• 4 路由算法优化及实现44-60
• 4.1 ZigBee路由算法的分析44-46
• 4.1.1 Cluster-Tree算法44-45
• 4.1.2 AODVjr算法45-46
• 4.2 基于位置信息的路由算法及其优化现状46-51
• 4.2.1 贪婪转发算法46-48
• 4.2.2 贪婪周边无状态路由算法48-50
• 4.2.3 贪婪周边无状态路由算法优化现状50-51
• 4.3 在真实的环境中考虑能量的贪婪算法51-52
• 4.4 NS2仿真52-59
• 4.4.1 NS2模拟软件53-54
• 4.4.2 高压接地棒无线检测模块中的模拟应用分析及参数设置54-55
• 4.4.3 性能评价指标55
• 4.4.4 Greedy-R算法仿真结果及分析55-57
• 4.4.5 Greedy-I算法仿真结果及分析57-59
• 4.5 本章小结59-60
• 5 总结和展望60-62
• 5.1 工作总结60-61
• 5.2 工作展望61-62
• 参考文献62-66
• 作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果66-68
• 学位论文数据集68

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