基于变电站RFID无线监测系统监测信号防碰撞算法研究

来源 :昆明理工大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:minghui09
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随着物联网技术发展日益成熟,智能电网建设也逐渐成为了未来电网发展的趋势,其中建设智能变电站是变电站环节的目标。目前变电站信号监测大多仍使用有线监测,不仅布线繁琐、成本高、施工难,人工采集信息也容易造成各类故障。现有的在线监测装置使用也不太理想,存在监测数据匮乏、故障发现率低等缺点,所以论文将物联网RFID技术的特点与变电站实际情况相结合,从多个方面进行了可行性分析后,构建了变电站RFID无线监测系统。在该系统内,由于传感标签之间在识别过程中会发生碰撞,导致大量监测信号识别失败,无法保证监测系统的可靠性,而传统的ALOHA防碰撞算法存在两个弊端,一是吞吐率不高,二是随着监测信号数量持续增加,吞吐率最终将趋于零而失去识别功能。针对这两个问题,论文围绕对ALOHA防碰撞算法进行优化展开研究。首先,论文对四种传统的ALOHA防碰撞算法进行了仿真分析,得到各自存在的缺陷后,在帧时隙ALOHA算法的基础上,针对算法吞吐率低这一问题,考虑采用多天线读写器实现并行识别,从而提高算法吞吐率。同一时隙内向读写器发出识别请求的标签是混合信号,因此采用ICA快速算法,对混合信号进行预处理后,求出解混矩阵,从混合信号中提取出各个相互独立的标签编码信号,实现了单时隙并行识别,有效提高了吞吐率。最后,为了解决吞吐率最终将趋于零的弊端,在上一步算法的基础上对传感标签进行分组,在一个分组周期内,令吞吐率沿着所有帧长情况下的吞吐率重叠曲线的上包络线轨迹变化,作为一个新的周期曲线轨迹。仿真结果显示,经过帧长调整优化和周期性分组后的并行识别ALOHA算法吞吐率不仅得到大幅度提高,随着监测信号的增加,吞吐率依然能保持在一个较高的水平,并且在一个识别周期内,98.7%的传感标签吞吐率水平能处于90%以上。最终优化后的帧时隙ALOHA算法在吞吐率上的提升,解决了变电站ALOHA无线监测系统架构中的信号碰撞问题,能够为后续的高效率传输处理提供保障,让变电站监测信息得到及时发现和处理,保证了站内外安全稳定运行。
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