面向智能电网在线监测的自适应退避机制的研究

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1、分类号：密级：UDC：编号：河北工业大学硕士学位论文面向智能电网在线监测的自适应退避机制的研究论文作者：张富官学生类别：全日制学科门类：工学学科专业：通信与信息系统指导教师：刘剑飞职称：教授资助基金项目：河北省高层次人才资助项目（C2013001048，GCC2014011）TheMasterDegreeofCommunicationandInformationSystemsTHESTUDYOFANADAPTIVEBACKOFFMECHANISMINSMARTGRIDONLINEMONITORINGbyZhangFuguanSupervisor:Pr

2、of.LiuJianfeiMarch2016ThisworkwassupportedbytheHigh-levelTalentsProgramofHebeiProvince.No.C2013001048原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本学位论文不包含任何他人或集体已经发表的作品内容，也不包含本人为获得其他学位而使用过的材料。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人或集体，均已在文中以明确方式标明。本学位论文原创性声明的法律责任由本人承担。学位论文作者签名：日期：关于

3、学位论文版权使用授权的说明本人完全了解河北工业大学关于收集、保存、使用学位论文的以下规定：学校有权采用影印、缩印、扫描、数字化或其它手段保存论文；学校有权提供本学位论文全文或者部分内容的阅览服务；学校有权将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流；学校有权向国家有关部门或者机构送交论文的复印件和电子版。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：日期：导师签名：日期：摘要我国电力工业迅速发展，智能电网规模不断扩大，需要在线监控的设备和对象也越来越多，传统的监控与数据采集（SupervisoryControlAndDataAc

4、quisition，SCADA）系统已经不能够满足电力网对信息化的要求。而作为物联网中信息采集的主要方式，无线传感网器网络受到了越来越多的关注。将无线传感器网络用于智能电网高压输电线路的信息监测系统，有效地保证了智能电网规范建设有序推进，具有很好的研究前景与应用价值。由于无线传感网络中需要监控的信息不断增加，并且存在着大量突发性事件，网络不可避免的会发生的拥塞。拥塞会导致网络延时增大、丢包率增加、信道资源浪费等诸多问题的出现，对网络性能的造成了巨大影响。因此，急需要研究一种有效拥塞控制算法来解决无线传感器网络的拥塞问题。本文将无线传感器网络应用于智能

5、电网输电线路在线监测系统中，并针对无线传感器网络的拥塞问题提出了一种基于网络负荷判断和最小二乘线性拟合的退避算法。本论文首先分析了智能电网对输电线路在线监测系统的需求，规定了系统的网络架构。接着重点分析了在线监测系统的无线传感器网络，针对系统节点业务量不断变化引起的网络拥塞问题，提出了一种基于网络负荷判断和最小二乘线性拟合的退避策略。在每次载波监听多路访问/冲突避免退避机制开始时，根据上一时刻的网络负荷和数据包是否发送成功预测下一时刻的网络负荷，并用最小线性拟合法实时调整退避指数的值。然后，通过NS2网络仿真软件对算法进行了仿真，仿真结果表明该算法与

6、IEEE802.15.4标准协议算法比较，提高了网络吞吐量，减小了丢包率，同时还降低了能耗。最后，采用ARM9开发板、GPRS模块和ZigBee模块等对系统进行了硬件实现，并通过Contiki系统将本文提出的退避算法移植到ZigBee协议栈，对不同算法的丢包数量进行统计，表明了该算法可以有效的减小丢包率。关键字：智能电网；电力信息监测；CSMA/CA；IEEE802.15.4；退避策略IABSTRACTWiththerapiddevelopmentofpowerindustryinChina,moreandmoreobjectsareneedtobe

7、monitoredinsmartgrid,traditionalsupervisorycontrolanddataacquisition(SCADA)systemcannotmeettheinformationrequirementofsmartgrid.Theresearchonwirelesssensornetworkbecomesahottopicofwirelessnetworkfiled,becauseitisthekeytechnologyinsensorlayerandthemainmeansofcollectinginformatio

8、n.Wirelesssensornetworkhasagoodresearchandapplicationp