【摘 要】
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随着无线传感网络（Wireless Sensor Network,WSN）在智能监测、工业自动化、智能电网以及智慧建筑等领域的广泛应用,对其性能指标也提出越来越高的要求。在变电站、输电线路等复杂现场环境所部署的WSN由大量具有通信和检测能力的廉价传感器节点组成,其中大多的传感器部署环境不具备供电条件,其对功耗要求极为严苛,为了节省能耗,传感器节点绝大多数时间都处于休眠状态,当节点需要接受数据、传输
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随着无线传感网络（Wireless Sensor Network,WSN）在智能监测、工业自动化、智能电网以及智慧建筑等领域的广泛应用,对其性能指标也提出越来越高的要求。在变电站、输电线路等复杂现场环境所部署的WSN由大量具有通信和检测能力的廉价传感器节点组成,其中大多的传感器部署环境不具备供电条件,其对功耗要求极为严苛,为了节省能耗,传感器节点绝大多数时间都处于休眠状态,当节点需要接受数据、传输数据或突发状况时才被唤醒。现有电力无线传感网通信协议通常采用周期性唤醒机制,与主动唤醒相比,功耗仍有进一步下降空间。本文针对在现有协议在输电站设备状态检测中能耗过高的问题,引入主动唤醒技术优化通信协议,通过减少唤醒次数和发送侦听时间、降低碰撞概率来最小化传感器功耗,并实现了对数据确认重传和传感器主动上报业务的支持。对通信协议优化前后进行仿真分析,结果表明在保证数据传递成功率的前提下,优化后通信协议降低了 20%以上的能耗。采用主动唤醒技术后,在传感器网络中单个簇内节点数目有上限的条件下,改进模糊C均值（Fuzzy C-Means,FCM）算法。在FCM算法分簇基础上,通过最小化汇聚节点能耗选出簇内多余节点将其划分给其他簇来满足限制条件,并根据汇聚节点在簇内不同位置所需能耗大小,以能耗最低点为聚节点最佳部署位置。仿真结果表明,在保证主动唤醒技术正常使用的情况下,改进后的FCM算法降低了汇聚节点的能耗和数据传输成功的时延。
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