一种电力监控系统无线终端网络能量空洞抑制方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及电力监控系统技术领域，提供了一种电力监控系统无线终端网络能量空洞抑制方法及系统，包括：采用抑制能量空洞的簇头选举算法，在电力监控系统中的所有节点中选取出簇头；未成为簇头的节点选择一个簇头加入，并计算各节点的簇内传输优先度，根据簇内传输优先度给簇内节点分配传输顺序；其中，节点的簇内传输优先度根据节点的剩余能量、节点是否属于能量低谷区域和空洞边缘区域计算得到。实现了死亡节点的离散化和能耗均衡化，进而延长了电力监控系统无线终端网络的生命周期，提高了电力监控系统无线终端网络的数据传输能力。电力监控系统无线终端网络的数据传输能力。电力监控系统无线终端网络的数据传输能力。

【技术实现步骤摘要】
一种电力监控系统无线终端网络能量空洞抑制方法及系统


[0001]本专利技术属于电力监控系统
，尤其涉及一种电力监控系统无线终端网络能量空洞抑制方法及系统。

技术介绍

[0002]本部分的陈述仅仅是提供了与本专利技术相关的
技术介绍
信息，不必然构成在先技术。
[0003]随着电力监控系统数字化和智能化的不断发展，接入电力监控系统的无线终端设备越来越多，这些终端设备通常以自组织的方式组成一个无线传感器网络，进行数据传输，这些无线终端被称为节点，节点通常携带电池的能量十分有限，且部署区域环境复杂，重新充电或者更换电池在大多数部署环境中几乎是无法实现的。在数据传输过程中，节点通常采用多跳的方式将数据转发到汇聚节点，距离汇聚节点较近的节点与其他节点相比，不但要发送自身采集的数据，还要承担节点的数据转发任务，能量消耗较快，最终会导致汇聚节点周围的节点大概率的过早耗尽自身能量，形成能量空洞区域，进而使远离汇聚节点的数据不能传送给汇聚节点。在电力监控系统中一旦产生了能量空洞，会造成空洞周围的节点不但需要转发自身的数据，还要传输失效节点的数据，这会进一步加速空洞周围节点的死亡速度，造成电力监控系统中的能量空洞不断扩大，最终导致整个电力监控系统过早失去工作能力，直接影响电力监控系统的生命周期、能量消耗和传输能力。
[0004]目前能量空洞抑制策略主要有以下几种方法：(1)非均匀分簇方法，节点非均匀分布在网络中，以此均衡节点能耗；(2)网络分层法，将网络分环，采用基于可调发射功率方法均衡能耗；(3)数据传输策略，在数据传输阶段，采用休眠策略均衡能耗。
[0005]但是，上述方法依然都是从通用能耗均衡的角度抑制能量空洞现象，没有针对能量空洞特性和发展状态实施针对性策略。

技术实现思路

[0006]为了解决上述
技术介绍
中存在的技术问题，本专利技术提供一种电力监控系统无线终端网络能量空洞抑制方法及系统，实现了死亡节点的离散化和能耗均衡化，进而延长了电力监控系统无线终端网络的生命周期，提高了电力监控系统无线终端网络的数据传输能力。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0008]本专利技术的第一个方面提供一种电力监控系统无线终端网络能量空洞抑制方法，其包括：
[0009]采用抑制能量空洞的簇头选举算法，在电力监控系统中的所有节点中选取出簇头；
[0010]未成为簇头的节点选择一个簇头加入，并计算各节点的簇内传输优先度，根据簇内传输优先度给簇内节点分配传输顺序；
[0011]其中，节点的簇内传输优先度根据节点的剩余能量、节点是否属于能量低谷区域和空洞边缘区域计算得到。
[0012]进一步地，所述节点的簇内传输优先度表示为：
[0013][0014]其中，α、β和γ分别为剩余能量权重因子、能量低谷权重因子和空洞边缘权重因子，E
res
表示节点剩余能量，E
max
表示所有节点中最大的蓄能值，S
ELV
表示节点是否在能量低谷区域的状态值，S
VED
表示节点是否在空洞边缘区域的状态值。
[0015]进一步地，所述抑制能量空洞的簇头选举算法的具体步骤为：
[0016]在某一轮，计算各节点的抑制能量空洞的簇头选举概率；
[0017]判断节点在该轮的与在前一轮的状态是否变化，若是，则将节点的抑制能量空洞的簇头选举概率作为节点的最终簇头选举概率；否则，将节点的抑制能量空洞的簇头选举概率增加若干倍后，作为节点的最终簇头选举概率；
[0018]根据节点的最终簇头选举概率，选取若干个节点作为簇头。
[0019]进一步地，所述节点的抑制能量空洞的簇头选举概率根据节点被选为簇头的基本概率、节点当选簇头的次数、节点是否在能量低谷区域的状态值和节点是否在空洞边缘区域的状态值计算得到。
[0020]进一步地，所述节点被选为簇头的基本概率根据节点的剩余能量、节点分布和节点到汇聚节点的距离计算得到。
[0021]本专利技术的第二个方面提供一种电力监控系统无线终端网络能量空洞抑制系统，其包括：
[0022]簇头选取模块，其被配置为：采用抑制能量空洞的簇头选举算法，在电力监控系统中的所有节点中选取出簇头；
[0023]传输优先度计算模块，其被配置为：未成为簇头的节点选择一个簇头加入，并计算各节点的簇内传输优先度，根据簇内传输优先度给簇内节点分配传输顺序；
[0024]其中，节点的簇内传输优先度根据节点的剩余能量、节点是否属于能量低谷区域和空洞边缘区域计算得到。
[0025]进一步地，所述节点的簇内传输优先度表示为：
[0026][0027]其中，α、β和γ分别为剩余能量权重因子、能量低谷权重因子和空洞边缘权重因子，E
res
表示节点剩余能量，E
max
表示所有节点中最大的蓄能值，S
ELV
表示节点是否在能量低谷区域的状态值，S
VED
表示节点是否在空洞边缘区域的状态值。
[0028]进一步地，所述簇头选取模块，具体被配置为：
[0029]在某一轮，计算各节点的抑制能量空洞的簇头选举概率；
[0030]判断节点在该轮的与在前一轮的状态是否变化，若是，则将节点的抑制能量空洞的簇头选举概率作为节点的最终簇头选举概率；否则，将节点的抑制能量空洞的簇头选举概率增加若干倍后，作为节点的最终簇头选举概率；
[0031]根据节点的最终簇头选举概率，选取若干个节点作为簇头。
[0032]本专利技术的第三个方面提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上述所述的一种电力监控系统无线终端网络能量空洞抑制方法中的步骤。
[0033]本专利技术的第四个方面提供一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述所述的一种电力监控系统无线终端网络能量空洞抑制方法中的步骤。
[0034]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0035]本专利技术提供了一种电力监控系统无线终端网络能量空洞抑制方法，其从抑制能量空洞的簇头选举算法和抑制能量空洞的簇内传输排序策略两方面对传统方法进行改进，提出更有针对性的簇头选举算法和更加完善的抑制能量空洞簇内节点传输排序策略，既推迟了能量空洞出现的时间，也在很大程度上使节点能耗达到均衡，进而有效延长电力监控系统无线终端网络的生命周期，提高了网络数据传输能力。
附图说明
[0036]构成本专利技术的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。
[0037]图1是本专利技术实施例一的一种电力监控系统无线终端网络能量空洞抑制方法的流程图。
具体实施方式
[0038]下面结合附图与实施例对本专利技术作进一步说明。
[0039]应该指出，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电力监控系统无线终端网络能量空洞抑制方法，其特征在于，包括：采用抑制能量空洞的簇头选举算法，在电力监控系统中的所有节点中选取出簇头；未成为簇头的节点选择一个簇头加入，并计算各节点的簇内传输优先度，根据簇内传输优先度给簇内节点分配传输顺序；其中，节点的簇内传输优先度根据节点的剩余能量、节点是否属于能量低谷区域和空洞边缘区域计算得到。2.如权利要求1所述的一种电力监控系统无线终端网络能量空洞抑制方法，其特征在于，所述节点的簇内传输优先度表示为：其中，α、β和γ分别为剩余能量权重因子、能量低谷权重因子和空洞边缘权重因子，E
res
表示节点剩余能量，E
max
表示所有节点中最大的蓄能值，S
ELV
表示节点是否在能量低谷区域的状态值，S
VED
表示节点是否在空洞边缘区域的状态值。3.如权利要求1所述的一种电力监控系统无线终端网络能量空洞抑制方法，其特征在于，所述抑制能量空洞的簇头选举算法的具体步骤为：在某一轮，计算各节点的抑制能量空洞的簇头选举概率；判断节点在该轮的与在前一轮的状态是否变化，若是，则将节点的抑制能量空洞的簇头选举概率作为节点的最终簇头选举概率；否则，将节点的抑制能量空洞的簇头选举概率增加若干倍后，作为节点的最终簇头选举概率；根据节点的最终簇头选举概率，选取若干个节点作为簇头。4.如权利要求3所述的一种电力监控系统无线终端网络能量空洞抑制方法，其特征在于，所述节点的抑制能量空洞的簇头选举概率根据节点被选为簇头的基本概率、节点当选簇头的次数、节点是否在能量低谷区域的状态值和节点是否在空洞边缘区域的状态值计算得到。5.如权利要求4所述的一种电力监控系统无线终端网络能量空洞抑制方法，其特征在于，所述节点被选为簇头的基本概率根据节点的剩余能量、节点分布和节点到汇聚节点的距离计算得到。6.一种电力监控系统无线终端网络能量空洞抑制系统，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：王文婷，徐征，刘鑫，张勇，耿玉杰，聂其贵，刘京，赵洋，赵晓红，黄华，
申请(专利权)人：国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：