智能电网中无线传感器网络的节能节点定位方法

doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2016110

摘要/Abstract

摘要：

无线传感器网络在智能电网目标检测、监测和定位中得到到越来越多的应用。在无线传感器网络中，能量是一种临界资源，系统寿命通过节能策略得到延长。提出了一种基于能量感知的节点检测和定位方法。这种方法只需要少量的传感器节点信息，由簇头执行定位程序来确定进一步定位所需的传感器子集。这样减少了能量消耗和通信带宽需求，延长了系统寿命。实验结果显示，这种定位方法可以节省高达32%的能量。

关键词: 智能电网, 无线传感器网络, 节点定位, 能量感知

Abstract:

Wireless sensor network has been increasingly applied for detecting，monitoring and locating targets in smart grid.In a wireless sensor network，energy is deemed as a critical resource and life of the system can be prolonged by energy saving strategy.A node detection and localization method based on energy-aware was presented.The method could be used for the clustering-based wireless sensor networks.It employed a posterior algorithm using a two-step communication protocol between the clustering head sensor and sensors inside.Only a small amount of node information was needed for the clustering head to run the localization program to determine the subset of sensors for further localization.In this way，consumption of energy and demand for communication bandwidth could be reduced，and the system life could be prolonged as well.Experiment results show that this locating method is able to save up to 32% of energy.

Key words: smart grid, wireless sensor network, node localization, energy-aware

王翀,曾锃. 智能电网中无线传感器网络的节能节点定位方法[J]. 电信科学, 2016, 32(3): 183-186.

Chong WANG,Zeng ZENG. An energy conservation method for locating wireless sensor network nodes in smart grid[J]. Telecommunications Science, 2016, 32(3): 183-186.

图/表 4

参考文献 12

[1]	KULKARNI R V ， FORSTER A ， VENAYAGAMOORTHY G K . Computational intelligence in wireless sensor networks[J]. IEEE Communications Surveys ＆ Tutorials， 2011，13（1）： 68-96.
[2]	李成法，陈贵海，叶范，等. 一种基于非均匀分簇的无线传感器网络路由协议[J]. 计算机学报， 2012，30（1）： 27-36. Li C F ， CHEN G H ， YE F ， et al. An uneven cluster based routing protocol for wireless sensor networks[J]. Chinese Journals of Computers， 2012，30（1）： 27-36.
[3]	XU K N ， HASSANEIN H ， TAKAHARA G . Relay node deploymentstrategies in heterogeneous wireless sensor networks[J]. IEEE Transactions on Mobile Computing， 2012，9（2）： 145-159.
[4]	LIU Y H ， LIU K B ， LI M . Passive diagnosis for wireless sensor networks[J]. IEEE Transactions on Networking， 2010，18（4）： 1132-1144.
[5]	王洪玉，刘爽 . WSN 中基于融合代价和传输代价的分簇算法[J]. 大连理工大学学报， 2013，50（4）： 591-596. WANG H Y ， LIU S . Aclustering algorithm based on fusion and transmission cost for WSN[J]. Journal of Dalian University of Technology， 2013，50（4）： 591-596.
[6]	蒋畅江，石为人，唐贤伦，等. 能量均衡的无线传感器网络非均匀分簇路由协议[J]. 软件学报， 2012，23（5）： 1222-1232. JIANG C J ， SHI W R ， TANG X L ， et al. Energy balanced unequal clustering routing protocol for wireless sensor networks[J]. Journal of Software， 2012，23（5）： 1222-1232.
[7]	WANG W ， SRINIBASAN V ， WANG B ， et al. Coverage for target location in wireless sensor networks[C]// 20th IEEE Annual Joint Conference of Computer and Communicaitons Societies， April 22-26，2001， Anchorage，AK，USA. New Jersey： IEEE Press， 2013，7（2）： 667-676.
[8]	DOHERTY L ， PISTER K S ， GHAOUI L E . Convex position estimation in wireless sensor networks[C]// 20th IEEE Annual Joint Conference of Computer and Communications Societies， April 22-26，2001， Anchorage，AK，USA. New Jersey： IEEE Press， 2011： 1655-1663.
[9]	周艳，李海成 . 基于RSSI 无线传感器网络空间定位算法[J]. 通信学报， 2013，30（6）： 75-79. ZHOU Y ， LI H C . Space localization algorithm based RSSI in wireless sensor networks[J]. Journal of Communications， 2013，30（6）： 75-79.
[10]	田丰，郭巍，王传云，等. 大规模WSNs 多层定位模型与误差分析[J]. 电子学报， 2011，37（5）： 195-199. TIAN F ， GUO W ， WANG C Y ， et al. Multilevel localization model and localization error analyze for large scale WSNs[J]. ACTA Electronica Sinica， 2011，37（5）： 195-199.
[11]	王福豹，史龙，任丰原 . 无线传感器网络中的自身定位系统和算法[J]. 软件学报， 2013，16（5）： 857-868. WANG F B ， SHI L ， REN F Y . Self-localization systems and algorithms for wireless sensor networks[J]. Journal of Software， 2013，16（5）： 857-868.
[12]	李建州，王海涛，陶安 . 一种能耗均衡的 WSN 分簇路由协议[J]. 传感技术学报， 2013，26（3）： 396-401. LI J Z ， WANG H T ， TAO A . An energy balanced clustering routing protocol for WSN[J]. Chinese Journal of Sensors and Actuators， 2013，26（3）： 396-401.

r	r_e	λ	β	ψ_r/（nJ·s^-1）	ψ_t/（nJ·s^-1）	ψ_s/（nJ·s^-1）	T_d/ms	T_e/ms	T_q/ms
5	4	0.5	0.5	400	400	1 000	100	2	4

[1]	丁铖, 陈锦荣, 曹小冬, 王翊. 基于服务质量的层次化结构资源分配算法[J]. 电信科学, 2022, 38(1): 102-111.
[2]	李勇燕,吴坚平. 基于IPSO-MC融合算法的无线传感器节点定位[J]. 电信科学, 2020, 36(3): 11-18.
[3]	张红,沈士根,吴小军,曹奇英. 基于元胞自动机和静态贝叶斯博弈的WSN恶意程序传染模型[J]. 电信科学, 2019, 35(6): 60-69.
[4]	陈瑞凤,倪明,徐春婕,胡昊. 面向铁路环境监测的无线传感器网络通信性能分析[J]. 电信科学, 2019, 35(5): 70-77.
[5]	任昊文,杨雅琪. 区块链分布式技术在电力需求侧响应管理中的应用[J]. 电信科学, 2019, 35(5): 155-160.
[6]	王东山,马跃,李艳,高建,尹志斌. 面向电力业务的“IP数据网+光传输网”协同统一控制技术[J]. 电信科学, 2019, 35(3): 116-121.
[7]	赵必游,张善辉,王进帅. 配电系统弹性光网络频谱整理优化算法[J]. 电信科学, 2019, 35(2): 43-50.
[8]	赵宇皓,郝晓光,耿少博,罗蓬,周坤,甄家林,毛玉荣. 面向智能化变电站的光网络信令安全优化[J]. 电信科学, 2019, 35(2): 118-124.
[9]	张浩,杨鸿珍,邵炜平,姚继明. 北斗RNSS授时技术在智能电网雷电定位系统中的应用[J]. 电信科学, 2019, 35(2): 134-141.
[10]	周颖,杨丽花,杨龙祥,倪梦. 基于卡尔曼预测与压缩感知的WSN中高能效数据收集方法[J]. 电信科学, 2019, 35(1): 74-80.
[11]	曹世华,胡克用,王李冬,王琦晖. 基于分布式色调识别的无线传感器网络k连通性路径检测[J]. 电信科学, 2018, 34(2): 65-73.
[12]	周海平,沈士根,黄龙军,冯晟. 基于博弈论的无线传感器网络恶意程序传播模型[J]. 电信科学, 2018, 34(11): 67-76.
[13]	孟得月,裴二荣,黄佑林. 异质节点分离CRSN中MAC协议设计与性能分析[J]. 电信科学, 2017, 33(8): 107-119.
[14]	刘建华,李明禄,李大志,李鲁群. 工业无线传感云中面向移动机器人的自适应信任演化机制[J]. 电信科学, 2017, 33(6): 86-96.
[15]	戴国勇,施伟元,应可珍,陈庆章,毛科技. 基于移动节点二次部署的WSN栅栏新型强化方法[J]. 电信科学, 2017, 33(6): 97-104.