【技术实现步骤摘要】
面向成本和负载均衡的LoRa电力物联网基站部署方法及装置
本专利技术涉及电力物联网
，具体涉及一种LoRa电力物联网基站部署方法及装置。
技术介绍
随着人人通话的饱和及物物连接在各行业的渗透，物联网已经成为时代不可逆转的发展潮流，相应的物联网技术在近年来得到了不断发展。其中，LoRa(LongRangeRadio)技术凭借远距离传输、百万级节点数以及0.3-50kbs的数据传输速率和低功耗、穿透能力强等优势，在物联网应用中被广泛使用。LoRa技术本质上是扩频调制技术，同时结合了数字信号处理和前向纠错编码技术，其意义在于首先利用扩频技术为工业产品和民用产品提供低成本的无线通信解决方案。目前，LoRa技术已成功应用于智慧城市、智慧园区、智能交通、智能电网等各个领域。在智能电网领域中，LoRa技术在设备终端的寿命及覆盖距离等方面，与传统WiFi、蓝牙、ZigBee等现有技术相比具有实质性的突破改进，同时可以弥补现有技术在网络成本和终端连接数量方面的短板，为智能电网中设备监测、信息采集和计量自动化等关键环节，提供了全新的物联网技术解决方案以及新的业务发展方向。LoR...
【技术保护点】
1.一种面向成本和负载均衡的LoRa电力物联网基站部署方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：根据LoRaWAN网络中电力信息采集业务和端到端业务两种不同的通信方式，考虑跳数和负载均衡两个因素，根据基站的数量、位置以及分簇方式约束建立基站规划模型；利用禁忌搜索算法求解规划的基站模型，得到基站的部署数目和位置。
【技术特征摘要】
1.一种面向成本和负载均衡的LoRa电力物联网基站部署方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：根据LoRaWAN网络中电力信息采集业务和端到端业务两种不同的通信方式，考虑跳数和负载均衡两个因素，根据基站的数量、位置以及分簇方式约束建立基站规划模型；利用禁忌搜索算法求解规划的基站模型，得到基站的部署数目和位置。2.根据权利要求1所述的面向成本和负载均衡的LoRa电力物联网基站部署方法，其特征在于，所述建立基站规划模型包括以下步骤：将无线传感器的部署区域划分为若干网格，每个网格内最多部署1个基站，且基站部署在网格的中心；分析LoRaWAN网络的两种业务在通信过程中各自的跳数限制；根据跳数限制计算出基站覆盖的无线传感器的集合，再根据部署的基站数目计算平均每个基站服务的无线传感器的数目，建立基站部署的负载均衡度计算公式；以最小化基站数量并保证一定程度的负载均衡度为目标，以跳数限制为约束，建立基站的规划模型。3.根据权利要求2所述的面向成本和负载均衡的LoRa电力物联网基站部署方法，其特征在于，所述基站的规划模型形式如下：Minimize(N+σVARW)s.t.Hinter(i)＝hoi≤α,HP2P(p,q)＝min{hop+hoq,hp,q}≤β其中，N是部署的基站总数，VARW表示基站部署的负载均衡度，σ为调节因子，用于消除基站数量和负载均衡因子的数量差别，Hinter表示电力信息采集业务的跳数，HP2P表示端到端业务的跳数，α表示电力信息采集业务跳数限制，β表示端到端业务跳数限制，hp,q表示任意两个无线传感器之间的跳数，hoi表示任意无线传感器到其主基站的跳数，M为无线传感器数量。4.根据权利要求3所述的面向成本和负载均衡的LoRa电力物联网基站部署方法，其特征在于，所述负载均衡度的计算公式为：其中，AVGW表示平均每个基站服务的无线传感器的数目，Φj表示基站Oj所能覆盖的无线传感器的集合，|Φj|表示集合中无线传感器数目。5.根据权利要求2所述的面向成本和负载均衡的LoRa电力物联网基站部署方法，其特征在于，所述利用禁忌搜索算法求解规划的数学模型包括以下步骤：确定解空间为网格数L2位0/1序列的全部可能值，并选取一串随机生成的L2位0/1序列作为初始解；以基站规划数学模型作为评价函数；设与当前解相距k位的解空间的子集为当前解的邻域，其中0＜k＜L2，从邻域中选择若干个目标值或评价值最佳的邻居作为候选集；从候选集中选评价函数值最小的解作为当前最优解，并放入禁忌表，若当前最优解的评价函数值比全局最优解更小，则更新全局最优解；否则，从候选集中选非禁忌对象对应的最佳状态为新的当前最优解，并放入禁忌表；判断是否满足终止规则，若不满足则返回至计算邻域继续下一轮迭代；若满足则终止迭代，输出...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘洋，姜海波，路永玲，胡成博，梁云，王瑶，徐江涛，杨景刚，陈舒，高超，李鸿泽，刘子全，
申请(专利权)人：国网江苏省电力有限公司电力科学研究院，国家电网有限公司，国网江苏省电力有限公司，全球能源互联网研究院有限公司，江苏省电力试验研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32
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