[發明專利]傳感器組網路徑優化方法、優化裝置和計算機設備

在審

• 申請號: 202111512122.5
• 申請日: 2021-12-07
• 公開（公告）號: CN114257981A
• 公開（公告）日: 2022-03-29
• 發明（設計）人: 陳暢;賴單宏;葉石豐;饒毅;熊文
• 申請（專利權）人: 廣東電網有限責任公司廣州供電局
• 主分類號: H04W4/38
• 分類號: H04W4/38;H04W24/02;H04W40/20
• 代理公司: 華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 蔡抒楓

本申請涉及一種傳感器組網路徑優化方法、優化裝置和計算機設備。所述組網路徑優化方法包括：獲取多個傳感節點的位置信息；其中，傳感節點用于采集數據；根據多個傳感節點的位置信息，采用改進獅群捕獵算法對匯聚節點的數量和位置進行優化，以使在匯聚節點發生故障的情況下，發生故障的匯聚節點所負責的傳感節點的數據均能傳輸至中心節點；其中，匯聚節點用于將匯聚節點負責的傳感節點采集的數據傳輸至中心節點；根據優化后的匯聚節點的數量和位置確定傳感器組網路徑。通過上述傳感器組網路徑優化方法確定的傳感器組網路徑可以避免在有匯聚節點發生故障的情況下，該發生故障的匯聚節點所負責的傳感節點采集的數據無法傳輸至中心節點的現象。

技術領域

本申請涉及傳感器組網路徑技術領域，特別是涉及一種傳感器組網路徑優化方法、優化裝置和計算機設備。

背景技術

基于數字孿生技術的變電站利用物理數學模型和傳感器采集數據，集成多領域、多物理參數、多維度以及多概率的仿真過程，在虛擬空間中完成映射，實現實體設備的全生命周期監測，可以全面提升變電站在內運維管的智能化與現代化。變電站的智慧化新技術的研發與應用是智能電網發展的必然趨勢，它通過采用先進的無線傳感技術和物聯網技術，以多傳感器之間的協同感知實現變電站內多種環境因素、運行工況以及設備參數等在內的多維度在線監控，充分應用通信數據網以及人工AI智能和移動互聯網等先進技術，實現建設設備狀態全面感知、變電站信息共享互聯的智慧變電站這一目標。而要實現上述技術的關鍵在于各監測終端高能有效的通訊組網，因此基于數字孿生的變電站無線傳感器自組網技術的成熟與否對變電站智能化建設具有決定性作用。

傳統變電站在線監測系統有線通信方式普遍存在線路部署困難、網絡擴展性差、組網相對不夠靈活等問題，而無線傳感網絡通信技術的發展使上述劣勢在一定程度上得到了彌補，但由于變電站中工作環境的復雜性，如溫度、振動、電磁等各種外界因素的干擾，易引起包括傳感器等在內的設備故障，目前傳感器的組網路徑在匯聚終端節點發生故障時，無法保證該匯聚節點所包含的傳感器數據能夠傳輸至中心節點，產生監測盲區，導致無線傳感器網絡功能失效。

發明內容

基于此，有必要針對上述技術問題，提供一種在匯聚節點發生故障的情況下，仍能將匯聚節點所包含的傳感器數據能夠傳輸至中心節點的傳感器組網路徑優化方法、優化裝置和計算機設備。

第一方面，本申請提供了一種傳感器組網路徑優化方法，包括：獲取多個傳感節點的位置信息；其中，所述傳感節點用于采集數據；根據多個傳感節點的位置信息，采用改進獅群捕獵算法對匯聚節點的數量和位置進行優化，以使在匯聚節點發生故障的情況下，發生故障的所述匯聚節點所負責的傳感節點的數據均能傳輸至中心節點；其中，所述匯聚節點用于將所述匯聚節點負責的傳感節點采集的數據傳輸至中心節點；根據優化后的所述匯聚節點的數量和位置確定傳感器組網路徑。

在其中一個實施例中，所述根據多個傳感節點的位置信息，采用改進獅群捕獵算法對匯聚節點的數量和位置進行優化的步驟包括：設置匯聚節點的布置數量，獅群中獅子的數量N_lion，獅群中成年獅占比因子β，公獅個數為1；母獅個數為N_lion*β-1，幼獅個數為N_lion*(1-β)，各所述獅子的位置，獅群算法最大迭代次數，并隨機生成獵物的初始位置；計算各獅子的適應度值，將適應度值最大的獅子位置作為獅王位置；所述適應度值用于反映獅子位置與所述獅子負責的傳感節點之間的距離總和；更新所述獅王位置；更新母獅位置；更新幼獅位置；根據獅子的位置計算適應度函數，并更新自身歷史最優位置及獅群歷史最優位置；判斷迭代次數是否達到最大迭代次數；若否，則返回計算各獅子的適應度值，將適應度值最大的獅子位置作為獅王位置步驟繼續執行；若是，則判斷最優適應度值和獅群最終位置是否滿足預設收斂條件；若是，則將所述獅王位置確定為匯聚節點位置，將所述匯聚節點的布置數量確定為匯集節點數量。