[发明专利]一种基于无线传感器网络的照明节电测控系统

权利要求书

1.一种基于无线传感器网络的照明节电测控系统，其特征是，包括数据采集模块、照明节电设备参数配置模块、网关和测控中心；所述数据采集模块用于通过无线传感器网络采集照明节电设备参数，并将采集的照明节电设备参数发送至网关；网关汇聚所有采集的照明节电设备参数后，通过串口发送给测控中心；所述的测控中心用于接收网关上传的照明节电设备参数并保存，生成用于配置照明节电设备参数的配置数据，通过串口将配置数据通过网关发送至照明节电设备参数配置模块；所述测控中心包括数据存储单元、配置数据生成单元、通信单元；所述的数据采集模块包括传感器节点、汇聚节点，传感器节点随机部署于设定的照明节电监测区域中，传感器节点用于采集照明节电设备参数，并将采集的照明节电设备参数发送至汇聚节点，汇聚节点用于对传感器节点发送的照明节电设备参数进行收集和融合，进而发送至网关；传感器节点在发送照明节电设备参数时不断调整自身的发射功率，具体为：

(1)传感器节点S_i以最大发射功率向其他传感器节点发送邻居确认消息，任意传感器节点收到邻居确认消息后，向S_i发送反馈消息，反馈消息包括自身节点标识、当前剩余能量值、初始最大能量值、接收信号强度值以及与S_i通信时的最小发射功率；

(2)传感器节点S_i根据反馈消息将得到的最小发射功率按照由小到大的顺序排列，形成最小发射功率列表，并定义为{P_i1,P_i2,…,P_in}，n表示传感器节点S_i的邻居节点数目；

(3)传感器节点S_i开始时以P_i1发送照明节电设备参数，并按照{P_i1,P_i2,…,P_in}的顺序依次更新发射功率，并按照下列公式依次计算不同发射功率时的节点性能评价值：

其中，W(P_ix)表示传感器节点S_i在发射功率为P_ix时的节点性能评价值，其中x＝1,…,n，N_ix为传感器节点S_i在发射功率为P_ix时具有的邻居节点数目，表示传感器节点S_i在发射功率为P_ix时的第a个邻居节点，分别为的当前剩余能量、初始能量，为S_i,之间的链路质量值，为S_i,之间的欧式距离，R_T、d_T分别为人为设定的标准链路质量值、标准欧式距离值，β为设定的权重调整系数；

(4)若满足下列功率更新停止条件，传感器节点S_i停止发射功率更新，并将P_ix作为最优发射功率，按照最优发射功率进行后续照明节电设备参数传输：

|W(P_ix)-W(P_ix+1)|<W_T

式中，P_ix+1表示在{P_i1,P_i2,…,P_in}中发射功率P_ix的后一个发射功率，W_T为预设的节点性能评价值差阈值。

2.根据权利要求1所述的一种基于无线传感器网络的照明节电测控系统，其特征是，所述照明节电设备参数包括照明节电设备主回路的核心温度、照明电网输入电压、照明节电设备输出电压和负载电流。

3.根据权利要求1所述的一种基于无线传感器网络的照明节电测控系统，其特征是，优选地，传感器节点首轮发送照明节电设备参数时，直接将照明节电设备参数发送至汇聚节点，汇聚节点对该照明节电设备参数进行解码，若解码成功，该传感器节点将后续的照明节电设备参数也直接发送至汇聚节点，若解码不成功，传感器节点通过在其他传感器节点中选择中继转发节点来辅助发送照明节电设备参数至汇聚节点，其中，该传感器节点选择下一跳的中继转发节点时，具体执行：

(1)计算传感器节点的邻居节点的择优连接概率值：

式中，S_ij表示传感器节点S_i的第j个邻居节点，Q(S_ij)表示S_ij的择优连接概率值，表示S_ij的节点度，其中节点度表示该传感器节点的直接相邻的节点的数目，表示S_ij的邻居节点的平均节点度，表示S_ij与传感器节点S_i之间的接收信号强度指示值，表示S_ij的邻居节点的平均接收信号强度指示值，α为设定的权重调整系数；

(2)按照择优连接概率值从大到小的顺序对各邻居节点进行排列，形成备选中继转发节点列表，传感器节点从其备选中继转发节点列表中选择择优连接概率值最大的作为下一跳中继转发节点。