電力線載波無線傳感技術(shù)范文

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《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，需要利用分數(shù)階域?qū)ι鲜鲎顑?yōu)窗口進行變換。該信號的分數(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)的目標函數(shù)，如果迭代處理次數(shù)達到極大值，或者目標函數(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，采集的誤差遠遠低于傳統(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)控制提供了準確的依據(jù)。

作者：朱文忠單位：四川理工學院計算機學院