針對(duì)電力系統(tǒng)信息采集終端的M2M物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用探討

摘 要：隨著時(shí)代的不斷進(jìn)步和發(fā)展，電力系統(tǒng)信息采集終端也有了更高的要求。研究從不同角度出發(fā)，對(duì)M2M物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用進(jìn)行了相應(yīng)的分析，對(duì)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淇刂品椒ㄒ策M(jìn)行了相應(yīng)探討。網(wǎng)絡(luò)動(dòng)力學(xué)特征相對(duì)來(lái)說(shuō)是比較復(fù)雜的，研究對(duì)它進(jìn)行了簡(jiǎn)化處理，希望通過(guò)研究，能夠?yàn)橐院笤谶@方面的工作提供一些參考。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng);物聯(lián)網(wǎng);網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?/p>

一、 引言

隨著時(shí)代的不斷進(jìn)步和向前發(fā)展，現(xiàn)代信息技術(shù)也在不斷的發(fā)展，對(duì)微型計(jì)算機(jī)的使用也越來(lái)越廣泛。萬(wàn)物互聯(lián)這一理論已經(jīng)深入人們的心中，人們對(duì)于傳感器構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)也在不斷的研究，尤其是對(duì)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)一直在持續(xù)的關(guān)注和重視，這些傳感器所構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)，主要是通過(guò)無(wú)線通信的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)的，并且屬于自組織的形式。傳感器網(wǎng)絡(luò)不管是在傳統(tǒng)領(lǐng)域，還是在新興領(lǐng)域，都有著較好的發(fā)展前景，比如國(guó)防軍事、現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)等，都有著廣泛的運(yùn)用。

二、 M2M與無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)

M2M指的是沒(méi)有信息化這一功能的設(shè)備，在網(wǎng)絡(luò)與設(shè)備做通訊工作時(shí)，起到相應(yīng)的作用，廣義的M2M指的是Machine to Man，就是將設(shè)備與設(shè)備之間的通信相互連接，再將其在設(shè)備與人的關(guān)聯(lián)中進(jìn)行推廣。目前，M2M在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中的應(yīng)用是比較廣泛的，比如廣域網(wǎng)、局域網(wǎng)等，對(duì)信息進(jìn)行接入和輸出的工作，所采納的機(jī)制也有不同的種類，包括GSM短消息封裝、SS7信令等。

無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)也具有相應(yīng)的生命期，生命期所指的內(nèi)容是網(wǎng)絡(luò)在正常運(yùn)作時(shí)，傳感器由于將自身的能量消耗完畢，導(dǎo)致出現(xiàn)了失效的情況，這段時(shí)間就屬于生命期。所以，目前在對(duì)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行研究工作時(shí)，主要對(duì)生命期進(jìn)行研究，如何將其工作時(shí)間最大化，是需要研究的主要內(nèi)容，這也是首要目標(biāo)。通過(guò)對(duì)功率進(jìn)行相應(yīng)的把控和分簇拓?fù)淇刂?，?duì)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行改善，能夠使得相應(yīng)的需求得到滿足。我國(guó)的發(fā)電量和用電量都是非常大的，并且在電力供應(yīng)這一方面的制度也是比較完善的，為了能夠?qū)用竦挠秒娺M(jìn)行更好的把控，可以使用信息采集終端這一技術(shù)，對(duì)所收集到的信息進(jìn)行分析，從而更好的對(duì)居民進(jìn)行服務(wù)。在使用這一技術(shù)時(shí)，對(duì)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、拓?fù)淇刂频难芯渴欠浅Ｖ匾?，所以文章主要針?duì)這兩個(gè)方面展開(kāi)了相應(yīng)的研究。

三、 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)與控制算法

（一）拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞慕Y(jié)構(gòu)有不同的類型，包括總線拓?fù)?、星形拓?fù)?、環(huán)形拓?fù)浜途W(wǎng)狀拓?fù)涞?。每一種的類型都有各自的特點(diǎn)：總線拓?fù)涞慕Y(jié)構(gòu)相對(duì)來(lái)說(shuō)是比較簡(jiǎn)單的，而且具有靈活性，方便對(duì)其進(jìn)行擴(kuò)充處理，節(jié)點(diǎn)與節(jié)點(diǎn)之間的對(duì)于資源進(jìn)行共享的功能是比較大的，它屬于一種基本形式的局域網(wǎng)拓?fù)湫问剑谛畔⒐芾硐到y(tǒng)領(lǐng)域有著廣泛的使用。

星形拓?fù)渲性O(shè)置了一個(gè)中心節(jié)點(diǎn)，通過(guò)這一節(jié)點(diǎn)其他節(jié)點(diǎn)可以完成相應(yīng)的連接。星形拓?fù)涞慕Y(jié)構(gòu)也是比較簡(jiǎn)單一些的，在對(duì)這一結(jié)構(gòu)進(jìn)行管理時(shí)，也比較方便，可以對(duì)其進(jìn)行集中性的把控，比較容易進(jìn)行組網(wǎng);網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)延長(zhǎng)的時(shí)間相對(duì)是比較短的，不會(huì)出現(xiàn)太高的誤碼率，在共享功能上也是比較差的，相對(duì)來(lái)說(shuō)，中央節(jié)點(diǎn)有著比較大的負(fù)擔(dān)。

環(huán)形拓?fù)渲?，每個(gè)節(jié)點(diǎn)與通信線路向連接，形成一個(gè)閉合的環(huán)。在這一類型的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲校瑪?shù)據(jù)流在進(jìn)行時(shí)方向?yàn)橥粋€(gè)方向，數(shù)據(jù)首先從發(fā)送端輸出，最后會(huì)再回到發(fā)送端的一個(gè)過(guò)程。不管是哪一個(gè)節(jié)點(diǎn)輸出的信息，其他節(jié)點(diǎn)都能夠接收的到。同時(shí)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)都有可能對(duì)網(wǎng)絡(luò)的可靠性產(chǎn)生不利影響，節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)問(wèn)題之后，很大可能會(huì)使得整個(gè)網(wǎng)絡(luò)都出現(xiàn)故障。另外，如果對(duì)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行添加，或者刪除時(shí)，對(duì)這個(gè)網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行也有相應(yīng)的影響。環(huán)形網(wǎng)由于線路是封閉起來(lái)的，所以進(jìn)行擴(kuò)充工作時(shí)是比較麻煩的。

（二）控制算法

為了能夠?qū)o(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的工作時(shí)間進(jìn)行延長(zhǎng)，在保證全局穩(wěn)定的狀態(tài)下，對(duì)節(jié)點(diǎn)的能量的應(yīng)用進(jìn)行縮減，從而加強(qiáng)對(duì)能量的使用。運(yùn)用節(jié)點(diǎn)功率控制算法，能夠使得拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可以更好的應(yīng)用。以下為幾種比較具有代表性的功率控制算法。

CPC算法：對(duì)于所有的節(jié)點(diǎn)，這一算法使用的傳輸功率是相同的，在保證網(wǎng)絡(luò)可以正常運(yùn)行的情況下，功率值也是最小的數(shù)值;K-neighbor算法：在分布式控制算法中，這一算法的使用是比較多的，也是比較典型的，這一算法使用了距離估測(cè)技術(shù)，通過(guò)這一技術(shù)對(duì)距離進(jìn)行檢測(cè)，并且按照距離的長(zhǎng)短來(lái)做排序工作，從而將鄰近節(jié)點(diǎn)進(jìn)行確定;LMST算法：這一算法首先會(huì)使節(jié)點(diǎn)對(duì)報(bào)文進(jìn)行輸送，在做這一工作內(nèi)容時(shí)，節(jié)點(diǎn)要調(diào)整到最大的功率，所輸送的位置為鄰近節(jié)點(diǎn)，發(fā)送之后，節(jié)點(diǎn)會(huì)獲取相應(yīng)的最小生成樹(shù)，它會(huì)對(duì)節(jié)點(diǎn)的傳輸功率進(jìn)行把控;CLUSTERPOW算法：這一算法中，根據(jù)直接可達(dá)關(guān)系，對(duì)其進(jìn)行轉(zhuǎn)化，調(diào)整為路由關(guān)系，由于分簇的層次是不一樣的，所以需要對(duì)功率進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。

拓?fù)淇刂扑惴ㄊ嵌鄻拥?，有著不同的類型，我們?cè)趯?duì)控制算法進(jìn)行運(yùn)用時(shí)，要做到綜合性的思考，將每一個(gè)方面都考慮進(jìn)行，比如部署性、通信干擾程度等。

四、 總結(jié)

以上內(nèi)容對(duì)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行了闡述，首先分別對(duì)不同類型的結(jié)構(gòu)做了相應(yīng)的說(shuō)明，包括總線拓?fù)?、星形拓?fù)洹h(huán)形拓?fù)涞?其次對(duì)拓?fù)淇刂扑惴ǖ膸追N典型算法進(jìn)行了介紹。通過(guò)這些研究，能夠?yàn)橹髮?duì)拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)的針對(duì)性使用的研究奠定基礎(chǔ)，并在無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中更好的對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行使用。當(dāng)然，傳感器網(wǎng)絡(luò)拓?fù)溥€有很多需要繼續(xù)研究的問(wèn)題，比如傳感器網(wǎng)絡(luò)的安全性能就是其中非常重要的一項(xiàng)內(nèi)容，也是在之后的工作中需要注意的一項(xiàng)內(nèi)容。

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作者簡(jiǎn)介：

夏玉寶，南京能瑞自動(dòng)化設(shè)備股份有限公司。