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母线槽已逐渐取代电缆广泛应用于室内变电站、高层建筑和工厂厂房,安装数量规模越来越大。母线槽的温升直接涉及导体的载流能力和安全隐患问题,其振动则会引起连接固件松动导致拉弧现象产生火灾隐患。如果缺乏长期深入的监测维护,无法评估母线槽状态,容易造成难以控制的突发灾难。母线槽的异常状态往往伴随着温升迅速升高、温升超过安全指标和剧烈振动的现象,通过对母线槽温升和振动情况的监测,可以及时了解母线槽状态,为母线槽的维护和灾害预防提供依据。为了大规模监测密集型母线温升信号与振动信号,设计了一种基于Zigbee的无线传感节点。但随之带来三个问题:第一,大规模的母线槽无线监测会生成大量传感数据,而Zigbee的传输速率为250Kbps左右,制约了Zigbee无线网络中传感节点的数量,限制了监测范围;第二,当多个传感节点同时向路由器发送传感数据时,会造成数据的错乱和丢失,导致错误评估母线槽状态;第三,Zigbee的路由算法盲目选择通讯延时最低的路径,并且建立路由的过程伴随着大量的报文广播,两者分别造成了网络节点负载不均和能量浪费,从而缩短网络寿命。针对上述问题做了以下工作:(1)为了在Zigbee低传输速率的限制下尽量降低传感数据的冗余,设计了一种基于时间相关性的动态采样策略,利用母线槽温升信号及振动信号的时间相关性,自适应地调整采样频率捕获异常信号并选择性上传数据,通过仿真分析了采样策略各项参数对采样结果的影响,证明了该策略能够有效减少冗余数据,缩减数据量。(2)为了决解多个节点同时向路由器发送数据引起的数据错乱和丢失,引入了状态变量描述母线槽状态,设计了一种以状态变量为依据的加权轮询,使路由器按一定顺序依次接收传感数据,通过仿真证明了加权轮询能够缓和数据波动,减少对网络的冲击。(3)为了限制Zigbee的AODVir路由算法中路由路径选择的盲目性造成的负载不均和能量浪费,根据无线传感网络中数据分布特点优化了Zigbee路由算法,引入数据路由和邻居表,引导了RREQ报文的转发方向。通过仿真证明了优化后的路由算法能够减少平均跳数和RREQ转发次数,平衡路由节点的负载。(4)融合上述三种方法设计了基于Zigbee的无线传感网络结构,使用Java模拟了网络中传感数据的传输过程,以Matlab随机生成的模拟传感数据,在特定参数设置下得到了单节点平均上传速率为108bps,平均偏移2个单位长度和负载平衡率为0.14的结果,在理论上证明了方案的可行性。最后制作调试了传感节点,实现了密集型母线槽温升信号的采集,并通过实验证明了动态采样策略和加权轮询的有效性,也简要设计了密集型母线槽Zigbee传感网络的综合实验,为进一步研究提供参考。