[發明專利]一種基于無線傳感器網絡的電力施工現場信息化監理系統

有效

• 申請號: 201711059059.8
• 申請日: 2017-11-01
• 公開（公告）號: CN107592371B
• 公開（公告）日: 2018-09-25
• 發明（設計）人: 高明;張佳祺;林克全;梁林森;鄒時容;黎煉;張志亮;梅永堅
• 申請（專利權）人: 廣州供電局有限公司;廣州科騰信息技術有限公司
• 主分類號: H04L29/08
• 分類號: H04L29/08;H04N7/18;G06Q10/10;H04W84/18
• 代理公司: 北京華識知識產權代理有限公司 11530
• 代理人: 趙永強

1.一種基于無線傳感器網絡的電力施工現場信息化監理系統，其特征是，包括電力施工現場信息采集模塊、現場視頻監控模塊、簽到管理模塊、信息化監理平臺和管理移動終端，所述的電力施工現場信息采集模塊、現場視頻監控模塊、簽到管理模塊、管理移動終端皆與信息化監理平臺連接；電力施工現場信息采集模塊基于無線傳感器網絡采集電力施工現場信息，并將電力施工現場信息發送至信息化監理平臺；現場視頻監控模塊利用監控設備獲取電力施工現場視頻數據，并發送至信息化監理平臺；簽到管理模塊用于收集現場監理人員的簽到信息，并將簽到信息整理發送至信息化監理平臺；所述的信息化監理平臺對接收到的信息或數據進行歸類和處理；所述的管理移動終端用于供管理人員實時訪問信息化監理平臺，了解電力施工現場情況；電力施工現場信息采集模塊包括基站和多個部署于設定的電力施工現場監測區域內的傳感器節點，所述的傳感器節點通過節點競選分為電力施工現場信息采集節點和簇頭節點，其中電力施工現場信息采集節點用于采集電力施工現場信息，簇頭節點用于收集簇內電力施工現場信息采集節點發送的電力施工現場信息，還包括基站，該簇頭節點將自身采集的電力施工現場信息和收集的電力施工現場信息傳遞至基站；簇頭節點與基站為多跳距離時，在距離基站更近的簇頭節點中選擇一個作為輔助轉發節點，通過輔助轉發節點將電力施工現場信息轉發至基站，具體包括：

(1)確定位于簇頭節點通信范圍內且距離基站更近的其他簇頭節點，并視為備選輔助轉發節點；

(2)設簇頭節點的位置坐標為(x_a,y_a)，其第j個備選輔助轉發節點的位置坐標為(x_j,y_j)，基站的位置坐標為(x_o,y_o)，計算備選輔助轉發節點的轉發能力值：

式中，W_j表示第j個備選輔助轉發節點的轉發能力值，E_j、E_j0分別為第j個備選輔助轉發節點的當前剩余能量、初始能量，n_j表示到目前為止已將第j個備選輔助轉發節點作為輔助轉發節點的簇頭節點數目，n_T為設定的輔助節點數門限值，f(n_j,n_T)為設定的取值函數，當n_j≤n_T時，f(n_j,n_T)＝1，當n_j>n_T時，f(n_j,n_T)＝0；η₁、η₂為設定的權重系數，且0<η₁,η₂<1；

(3)簇頭節點選擇轉發能力值最大的備選輔助轉發節點作為 最終的輔助轉發節點；

所述的傳感器節點通過節點競選分為電力施工現場信息采集節點和簇頭節點，具體包括：

(1)將整個電力施工現場監測區域劃分為多個相鄰的邊長為的正六邊形虛擬單元區域，其中，r_max為傳感器節點通信半徑中的最大通信半徑，定義傳感器節點的鄰居節點為在傳感器節點的通信范圍內的其他傳感器節點，初始化時，各傳感器節點初始化為發現狀態，并與鄰居節點交換節點信息，包括節點編號、位置坐標、節點狀態；

(2)進行第一次簇頭節點選舉，各傳感器節點隨機生成一個0到1秒之間的隨機數δ，并計算自身在下一輪當選為簇頭節點的概率值，秒后將計算出的概率值向鄰居節點廣播：

式中，P_i表示傳感器節點i在下一輪當選為簇頭節點的概率值，E_i、E_i0分別為傳感器節點i的當前剩余能量、初始能量，d_ic表示傳感器節點i與所屬正六邊形虛擬單元區域的中心之間的距離，r_i表示傳感器節點i的通信半徑，λ₁、λ₂、λ₃為設定的權重系數，且λ₁+λ₂+λ₃＝1；

(3)若傳感器節點在超過秒后仍未收到同一正六邊形虛擬單元區域其他傳感器節點廣播的在下一輪當選為簇頭節點的概率值，則成功當選為所屬正六邊形虛擬單元區域的簇頭節點，并將自身的節點狀態轉至活躍狀態；

(4)未成功當選為簇頭節點的其他傳感器節點作為電力施工現場信息采集節點，以目前同一正六邊形虛擬單元區域的簇頭節點的位置作為中心，計算自身在下一輪當選為簇頭節點的概率值，然后按照設定的休眠時間T_α進入休眠狀態；

(5)每個簇頭節點按照設定的活躍時間T_β維持活躍狀態，在T_β超時前定期廣播自身在下一輪當選為簇頭節點的概率值，T_β超時后返回發現狀態，進行新的一輪簇頭節點的選舉。