[发明专利]一种风电机组无线监控系统的构建方法

权利要求书

1.一种风电机组无线监控系统的构建方法，其特征在于：从节点部署和路由协议两个方面对风电机组无线监控系统进行构建；提出了一种空间正四面体节点部署方案；该节点部署方案是将正四面体理论运用至监控系统的节点部署中，着重对机舱的齿轮箱、发电机与传动轴进行监控部署；所述节点部署方案将平面的结论延拓至空间层面，节点感知半径与相邻节点距离需满足下式的条件：

其中R是节点感知半径，r是相邻节点距离；

基于所述节点部署方案，提出了基于改进簇头选取的LEACH算法；所述LEACH算法包括以下几个方面：

1)就LEACH协议中簇头选举时未曾考虑相应节点剩余能量的情况，将节点剩余能量的多少这一限制条件添加到选举算法中，让剩余能量较多的节点成为簇头的概率更大，让能量较少节点成为簇头的概率减小，防止节点能量分布进一步两极分化；

2)将节点至sink点几何距离这一条件充分考虑到选举算法中，让距离sink点较远的节点成为簇头的几率更小；

对于上述两个方面，从阈值T(n)进行改进，提出了新的T(n)计算公式：

式中，p是簇头节点数目占总节点数目的百分比值，称为簇头期望值，G是最近1/p轮中未被选为簇头的节点集合，K_e是与当前节点剩余能量相关的能量参数，同样，K_d是与当前节点到sink点的几何距离相关的距离参数，此外，a，b是K_e和K_d的权重系数，并且满足这样的关系：a+b＝1；

所述LEACH算法算法考虑到节点剩余能量和节点几何距离，将其作为簇头选取阈值计算公式的参数，使得监控系统的覆盖度在实际应用时得到提高。

2.如权利要求1所述的风电机组无线监控系统的构建方法，其特征在于：确定K_e和K_d的方法如下，式(2)中的K_e是与能量相关的参数，K_e的值与节点剩余能量呈正相关；

用E_r表示节点剩余能量，E₀表示节点初始能量，N_alive表示存活节点的个数，令K_e成为剩余能量和所有存活节点均剩余能量的比值，具体见式(3)：

由式(3)可以看出，在任何一轮中，各节点K_e分母的值均相同，K_e与剩余能量直接呈正相关，此表达式可以满足所需要的K_e变化趋势要求；

式(2)中的K_d是与能量相关的参数；用D_toBS表示各节点到sink点的几何距离，假定K_d为所有存活节点至sink点几何距离的平均值与该节点到sink点几何距离的比值；具体见式(4)：

从式(4)可以看出，在任何一轮中，分子的值均相同，K_d与剩余能量直接呈负相关，此表达式可以满足所需要的K_d变化趋势要求。