基于动力线载波传感控制网络的研究

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动力载波传感控制网络(Power Line Carrier Sensor Control Network,PLCSCN)是低压动力线网络和传感器网络融合在一起所形成的一种新型网络,其主要技术包括动力线载波通信(Power Line Carrier)技术、网络技术、电子技术和传感器技术并通过传感器对线上载波节点的信息进行收集整理,最终实现网络中的载波节点相互通信。由于动力线通信中存在信道噪声干扰大、信号衰减严重的问题,致使网络拓扑结构复杂多变,而且线上大量载波节点随机的进入或脱离网络使信道环境更加复杂,从而使网络通信链路不稳定,甚至中断,这大大的降低了网络通信的可靠性。为实现动力线载波传感控制网路中稳定可靠的数据传输,需要设计一种合理和有效的路由算法,以适应网络中拓扑结构的动态变化。针对动力线载波传感器控制网络中信道干扰和时变引起链路不稳定、通信距离短的问题,在网络分簇的基础上提出一种改进的权值分簇路由算法(ImprovedClustering Routing Based on Weights,ICRBW)。该算法集合了节点的信号衰减强度、节点度两种因素计算各个节点的权值并通过权值大小来对网络进行分簇。在分簇过程中,通过比较入簇节点的权值大小后,选择退出或者加入簇来对网络进行动态分簇,从而使网络结构更加稳定。对局部范围内的载波节点进行簇维护,使簇保持原有的结构。在此基础上,提出一种时序算法来完善该路由算法。接着用MATLAB仿真软件对ICRBW算法进行仿真实验,仿真结果显示该算法在分簇过程中能使分簇更加合理并提高了簇结构的稳定性,同时减少了网络组网时间。当载波节点随机的加入和退出网络时能够自适应地更新簇结构,维护有效的通信路由,提高了网络的可靠性。
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