风电机组无线传感器状态监控系统的路由替代自愈方法

文档序号:8343372阅读:1012来源:国知局
风电机组无线传感器状态监控系统的路由替代自愈方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种风电机组无线传感器状态监控系统路由替代自愈方法,能够实现 风电机组状态监控系统中数据传输路由的自我修复,有效地解决监控系统因无线传感器节 点失效而产生路由可靠性降低的问题,同时保证监控系统具有较高的数据传输成功率,实 现监控系统对风电机组的可靠监测。
【背景技术】
[0002] 传统的定期维修和故障维修均不能对风电机组的运行状况进行全面了解,难W对 风电机组的故障机理做出正确认知,致使风电机组的运行维护成本及设备故障率很高。目 前较为成熟的风电机组监控系统大多数采用有线监测技术,能够实时监测风电机组的运行 状态,诊断及分析故障并给出初步诊断结果,但存在价格昂贵、安装不便、维护困难等问题。 近年来,随着传感器技术和无线通信技术的快速发展,无线传感器网络(Wireless Sensor Network,WSN)因具有功耗小、成本低、自组织和节点微型化等优点,基于WSN的状态监控系 统已成为当今研究热点。
[0003] 风电机组多建设在环境恶劣、可进入性差的偏远地区,极易导致监控系统中传感 器节点发生硬件故障而失效;此外,当监控系统运行一段时间后,传感器节点也将会因能量 耗尽而失效。节点失效极有可能导致监控系统产生监测盲区,破坏监控系统网络的连通性, 影响监测数据的可靠传输。当监控系统的部分传感器节点失效时,如果采用停复机操作进 行节点更换,将造成较大的经济损失。由此,本发明提出了一种风电机组无线传感器状态监 控系统路由替代自愈方法。当节点将监测数据给失效节点而导致传输数据失败时,该节点 通过查询并获取路由表信息,启用其有效父节点或兄弟节点替代失效节点继续传输数据, 实现数据传输路由的自我修复,达到提高监控系统路由可靠性的目的,从而实现了系统网 络对风电机组的可靠监测。

【发明内容】

[0004] 发明目的;为了解决风电机组状态监控系统中的无线传感器网络因节点失效而产 生路由可靠性降低的问题,本发明提出一种风电机组无线传感器状态监控系统路由替代自 愈方法,该方法能够在无人为操作的情况下,通过查询监控系统中无线传感器节点相关信 息,调整监测数据的传输路径,保证系统路由的可靠性。本发明提出的路由替代自愈方法能 够有效提高监控系统的数据传输成功率,保证系统网络对风电机组的可靠监测。
[0005] 技术方案:一种风电机组无线传感器状态监控系统路由替代自愈方法,其特征在 于;该自愈方法是基于无线传感技术的风电机组状态监控系统而提出的,当监控系统出现 节点失效而导致数据传输路由失败时,监控系统能够通过自身参数,及时启用数据传输失 败节点的有效父节点或兄弟节点来替代失效节点继续完成数据传输任务,实现监控系统路 由的自我修复,从而恢复监控系统的性能。该自愈方法是针对基于无线传感器网络技术的 风电机组状态监控系统,其具有如下自身参数:用si表示监控系统中第i个节点,根据节点 51的邻居节点所在梯度环6 1和相对于基站的方位角a 1,将其分为父节点5^、子节点5^兄 弟节点或=类;当节点将监测数据给失效节点而导致传输数据失败时,该节点通过查询并 获取路由表信息,启用其有效父节点替代失效节点继续传输数据;如果其所有父节点均失 效,则启用其有效兄弟节点替代失效节点继续传输数据;最终,监测数据成功传送给基站, 供工作人员查看和分析。
【附图说明】
[0006] 图1为监控系统节点部署示意图;
[0007] 图2为监控系统节点随机部署在圆形监测区域的示意图;
[000引图3为监控系统节点方位角a i的计算;
[0009] 图4为监控系统两节点方位角差值0的计算;
[0010] 图5为本发明实施例的RRA-FB算法数据传输流程图;
[0011] 图6为本发明实施例的邸DS-C部署方案节点分布图;
[0012] 图7为本发明实施例在不同失效节点数下的数据传输成功率;
[0013] 图8为本发明实施例在不同失效节点数下RRA-FB和邸DS-C两种算法的数据传输 成功率差值。
【具体实施方式】
[0014] 下面结合具体实施例,进一步阐明本发明,应理解该些实施例仅用于说明本发明 而不用于限制本发明的范围,在阅读了本发明之后,本领域技术人员对本发明的各种等价 形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
[0015] 一、基于WSN技术的风电机组状态监控系统
[0016] 风电机组主要由风轮、机舱和塔架等构成,故障率较高的部件为机舱内的主轴轴 承、齿轮箱和发电机。传感器节点主要部署在该些故障率较高的部件上。所有节点构成风 电机组状态监控系统,如图1所示。监控系统通过所部署的传感器节点对机舱内主要部件 进行实时监测,监测数据通过节点之间的路由传送到基站,基站将数据进行融合后最终传 送到中控中屯、,供工作人员查看分析。
[0017] 二、基于WSN技术的风电机组状态监控系统路由替代自愈原理
[0018] 当监测数据在传输过程中遇到失效节点时,数据传输失败的节点通过查询该算法 所建立的路由表获取自己的有效父节点和兄弟节点信息,利用它们替代失效节点完成数据 传输。
[0019] 2. 1路由链路的建立
[0020] 监控系统节点的主要任务之一就是通过路由链路将所采集到的数据可靠地传给 基站。因此,在监控系统运行过程中必须保证路由链路的可靠性。如图2所示,其中位于圆 屯、的节点为基站,其他节点均为普通节点。W基站为圆屯、,不同的R为半径构成许多的圆 环,称离圆屯、最近的圆环为第1轮,依次向外为第2轮,第3轮,……,第i轮。路由链路的 建立主要是通过各节点捜索自己的子节点、父节点和兄弟节点,并记录它们的ID、位置等信 息来实现的。
[002U 定义1用P(Xp,yp)表示第i轮上的任意一点坐标,BS(Xu,y。)为基站坐标,则点P 到基站BS的欧式距离称为第i轮的轮半径,记作而,其数学表达式为:
[0022]
【主权项】
1. 一种风电机组无线传感器状态监控系统路由替代自愈方法,其特征在于:该自愈方 法是基于无线传感技术的风电机组状态监控系统而提出的,当监控系统出现节点失效而 导致数据传输路由失败时,监控系统能够通过自身参数,及时启用数据传输失败节点的有 效父节点或兄弟节点来替代失效节点继续完成数据传输任务,实现监控系统路由的自我修 复,
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