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電力線載波無線傳感技術(shù)范文

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電力線載波無線傳感技術(shù)

《計算機仿真雜志》2014年第六期

1電力網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中信號采集原理

在大型電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中,存在很多需要采集的信號,以達到遠(yuǎn)程監(jiān)控的目的,根據(jù)多渠道模式相關(guān)理論,能夠利用傳感器采集電力網(wǎng)絡(luò)中電力線載波無線傳感信號,從而為電力網(wǎng)絡(luò)控制提供依據(jù)。利用下述公式能夠描述電力線載波無線傳感初始信號:設(shè)置電力網(wǎng)絡(luò)中電力線載波無線傳感信號的采集時間和對應(yīng)的狀態(tài)能夠用(v,y)進行描述,則其中的取值可以用下述公式進行計算:設(shè)置電力線無線傳感信號采集時刻的時間域能夠用VM進行描述,對應(yīng)的帶寬能夠用DM進行描述,則電力線載波無線傳感信號的采集窗口能夠用下述公式進行描述:在電力網(wǎng)絡(luò)中電力線載波無線傳感信號具有較強的時效性,需要利用分?jǐn)?shù)階域?qū)ι鲜鲎顑?yōu)窗口進行變換。該信號的分?jǐn)?shù)階域可以用下述公式進行計算:設(shè)置電力網(wǎng)絡(luò)中電力線載波無線傳感信號的數(shù)量能夠用q進行描述,每個電力線載波無線傳感信號中的波段數(shù)量能夠用u進行描述,第l個信號的權(quán)重能夠用yl進行描述,而且滿足∑ul=1yl=1的需求。根據(jù)下述公式可以計算電力網(wǎng)絡(luò)中電力線載波無線傳感信號采集的目標(biāo)函數(shù):在電力線載波無線傳感信號采集的過程中,需要對全部無線傳感信號進行約束模糊聚類處理,從而得到電力線載波無線傳感信號采集結(jié)果。其詳細(xì)步驟如下所述:1)根據(jù)電力網(wǎng)絡(luò)中電力線載波無線傳感信號的數(shù)量,模糊狀態(tài)參數(shù)、權(quán)重,聚類閾值和迭代處理次數(shù),能夠計算電力線載波無線傳感信號的初始矩陣和對應(yīng)權(quán)重的矩陣。2)根據(jù)電力線載波無線傳感信號的權(quán)重,能夠獲取對應(yīng)的目標(biāo)函數(shù),如果迭代處理次數(shù)達到極大值,或者目標(biāo)函數(shù)的取值小于設(shè)定的聚類閾值,則停止運算。3)對聚類中心的計算誤差進行補償,從而得到準(zhǔn)確的聚類中心,為信號采集提供依據(jù)。4)根據(jù)聚類中心,計算電力線載波無線傳感信號的隸屬度。5)對電力線載波無線傳感信號的權(quán)重進行更新,返回步驟2)繼續(xù)進行運算,直至獲取理想的結(jié)果。根據(jù)上面闡述的方法,能夠?qū)﹄娏€載波無線傳感信號進行有效的采集。但是,由于設(shè)備不同,各種設(shè)備參數(shù)的強弱也不同。信號轉(zhuǎn)換成無線傳感信號后很難形成有效兼容,設(shè)備之間傳輸要求也不同。傳統(tǒng)的無線傳感網(wǎng)絡(luò)電力網(wǎng)絡(luò)載波信號采用多渠道模式。對不同設(shè)備進行不同信道傳遞,形成較大傳輸能耗。

2電力線載波無線傳感信號融合傳遞技術(shù)

2.1電力線載波信號分解方法利用小波分解方法,能夠?qū)㈦娏W(wǎng)絡(luò)中的電力線載波信號進行分解,將其分為高頻信號和低頻信號。其詳細(xì)步驟如下所述:設(shè)置采集的電力線載波信號能夠用ζ(u)∈M2(S)進行描述,對其進行傅立葉變換處理,能夠得到ζ(ξ),該結(jié)果需要符合下述公式的要求:根據(jù)小波分解過程中的變量性質(zhì)能夠得知,對電力線載波信號進行小波分解的過程主要分為兩個步驟,首先將電力線載波信號中的每行信號進行分解,然后針對分解后的結(jié)果中的每列進行再次分解,從而得到對應(yīng)的分解結(jié)果。設(shè)置采集的電力網(wǎng)絡(luò)中電力線載波初始信號能夠用Be2k-1g(M)進行描述,則通過上述小波分解的方法,能夠得到對應(yīng)的子波段信號Be2kg(MM1)、Be2kg(IM1)、Be2kg(MI1)和Be2kg(II1)。對上述子波段信號再次進行小波分解處理,能夠得到在尺度2k+1上的子波段。

2.2實現(xiàn)信號融合傳遞利用信號融合技術(shù),能夠針對不同頻段的信號進行信號融合,從而完成無線傳感網(wǎng)絡(luò)信號融合傳遞。在電力線載波無線傳感信號中,都包含大量的能量,針對上述信號進行拉普拉斯能量和計算,能夠反映信號的狀態(tài),從而提高電力線載波無線傳感信號的質(zhì)量。將信號的拉普拉斯能量和計算方法與加權(quán)方法相融合,能夠得到電力線載波無線傳感信號融合方法。上述信號的拉普拉斯能量和能夠用下述公式進行計算:。根據(jù)上面闡述的方法,能夠?qū)㈦娏€載波無線傳感信號根據(jù)對應(yīng)的權(quán)重進行融合,從而實現(xiàn)信號融合傳遞。

3實驗仿真結(jié)果分析

為了驗證本文提出的電力網(wǎng)絡(luò)中電力線載波無線傳感信號采集方法的有效性,需要進程一次實驗。在實驗的過程中,電力網(wǎng)絡(luò)電力線載波無線傳感初始信號的波譜能夠用圖2行描述。式中,‘step’能夠用來描述所有電力網(wǎng)絡(luò)中電力線載波無線傳感信號的可變距離,J(j,k)能夠用來描述該信號在指定時刻的能量值。利用下述窗函數(shù),能夠進行電力網(wǎng)絡(luò)中電力線載波無線傳感信號的融合處理:設(shè)置采集的初始電力網(wǎng)絡(luò)中電力線載波無線傳感信號能夠用B和C進行描述,則融合的詳細(xì)步驟如下所述:利用傳統(tǒng)算法進行電力網(wǎng)絡(luò)中電力線載波無線傳感信號采集,獲取的結(jié)果能夠用圖2述。利用本文算法進行電力線載波無線傳感信號融合,獲取的結(jié)果能夠用圖4行描述。對上述實驗數(shù)據(jù)進行整理分析,能夠得到結(jié)果如表1所示。將上表中的數(shù)據(jù)進行整理分析,能夠得到電力線載波無線傳感信號采集的誤差如圖5示。 根據(jù)上圖能夠得知,利用本文算法進行電力網(wǎng)絡(luò)中電力線載波無線傳感信號采集,采集的誤差遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)算法,充分展示了本文算法在信號采集方面的優(yōu)越性,從而為電力網(wǎng)絡(luò)控制提供了準(zhǔn)確的依據(jù)。

4結(jié)束語

本文提出了一種基于信號融合技術(shù)的電力網(wǎng)絡(luò)中電力線載波無線傳感信號融合傳遞方法。利用小波分解方法,將電力網(wǎng)絡(luò)中的電力線載波信號進行分解,將其分為高頻信號和低頻信號。針對不同頻段的信號,進行信號融合,從而完成無線傳感網(wǎng)絡(luò)信號融合傳遞。利用本文算法進行電力線載波無線傳感信號采集,能夠避免傳統(tǒng)算法將信號轉(zhuǎn)換成無線傳感信號后很難形成有效兼容的弊端,從而為電力網(wǎng)絡(luò)控制提供了準(zhǔn)確的依據(jù)。

作者:朱文忠單位:四川理工學(xué)院計算機學(xué)院

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