管道支持移动传感器网络部署和调度研究综述

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新一代调度技术支持系统调查大纲内容

新一代调度技术支持系统调查大纲内容

新一代调度技术支持系统调查大纲内容随着现代社会的发展,调度技术支持系统在各个行业中发挥着越来越重要的作用。

为了更好地了解新一代调度技术支持系统的现状和未来发展趋势,我们进行了一项调查研究。

本文将全面介绍调度技术支持系统的调查内容,以及对其进行归纳和分析的结果,希望对相关行业的决策者们在引入和使用调度技术支持系统时起到指导作用。

调查大纲的第一部分是关于调度技术支持系统的应用范围和行业特点的调查。

我们调查了不同领域的公司和组织,包括物流公司、公共交通部门、医疗机构等,以了解调度技术支持系统在各行业中的具体应用情况。

结果显示,调度技术支持系统被广泛应用于车辆调度、人员调度、资源分配等方面,可以帮助提高效率和降低成本。

第二部分调查的内容是调度技术支持系统的功能需求和特点。

我们询问了调度人员对系统功能的需求和期望,以及对现有系统的不足之处。

调查结果显示,调度人员希望系统具有实时监控、智能调度、数据分析等功能,以提高决策效率和准确性。

此外,他们对系统的易用性和用户界面的友好性也提出了一些意见和建议。

第三部分是关于调度技术支持系统未来发展的调查。

我们询问了调度人员对未来系统发展方向的看法和期望,以及他们对人工智能、大数据等新技术在调度系统中的运用的看法。

结果显示,调度人员希望系统能够更加智能化、自动化,并能够对复杂的调度问题进行预测和优化。

他们也认为新技术的引入将会给调度系统带来革命性的变化和提升。

综合以上调查内容,我们可以得出以下结论和指导意义:调度技术支持系统在不同行业中的应用广泛,其功能需求和未来发展趋势也与时俱进。

因此,在引入和使用调度技术支持系统时,决策者们应该注重系统的实用性和适应性,根据具体需求选择合适的系统,并密切关注新技术的应用和发展趋势,及时更新系统以适应行业的发展和变化。

总之,调度技术支持系统调查的结果为相关行业的决策者们提供了有价值的参考。

通过了解系统的应用、功能需求和未来发展趋势,决策者们可以更加准确地选择和使用调度技术支持系统,从而提高工作效率和管理水平,为企业的发展带来更大的机遇和挑战。

城市供水管网优化调度研究现状

城市供水管网优化调度研究现状

城市供水管网优化调度研究现状城市供水管网是现代城市必不可少的基础设施之一,优化城市供水管网的调度是提高城市水资源利用效率和保障水资源安全供应的重要途径。

本文通过文献综述的方法,对城市供水管网优化调度研究现状进行总结和分析,以期为相关领域的研究和实践提供参考。

一、优化调度方法城市供水管网优化调度的方法多种多样,其中主要包括传统的优化方法、人工智能优化方法、统计学方法等。

传统的优化方法主要包括线性规划、非线性规划、整数规划、混合整数规划等,这些方法主要是从经济成本和水质以及供水量等角度考虑管网的优化调度。

人工智能优化方法主要包括遗传算法、模拟退火算法、粒子群算法、模糊控制等,这些方法主要从优化效率和优化质量两个方面考虑管网的优化调度。

统计学方法主要包括回归分析、时间序列分析、主成分分析等,这些方法主要是从数学统计分析角度考虑管网的优化调度。

二、研究领域城市供水管网优化调度研究领域主要有两个:一是管网结构与设计优化,二是管网运行与调度优化。

管网结构与设计优化是指在管网的结构和设计上进行优化,以减少供水成本、提高供水质量等目的。

该领域研究主要是从管网模型的选择、管道长度和直径的设计、供水泵站的位置和数量以及供水区划设计等方面进行研究。

管网运行与调度优化是指在管网运营和调度中进行优化,以提高管网运行效率、稳定供水压力、降低泄漏损失等目的。

该领域研究主要是采用不同的优化方法,对管网供水压力、流量等进行调度和控制,使其满足管网的运行要求。

三、研究现状近年来,随着计算机技术和数学优化方法的不断发展,城市供水管网优化调度研究取得了许多进展。

其中传统优化方法的应用比较广泛,例如基于整数规划的管网设计方法、基于线性规划的管网水质调度方法等。

与传统优化方法相比,人工智能优化方法在城市供水管网优化调度领域也有不少应用,例如基于遗传算法的管网建设规划方法、基于模拟退火算法的供水泵站优化布局方法等。

除此之外,研究者们还不断尝试新的研究方法,例如采用机器学习算法对供水管网进行智能优化调度,利用多目标优化算法对供水管网进行优化等。

面向管道系统的无线传感器网络三维节点部署算法

面向管道系统的无线传感器网络三维节点部署算法
wi r e l e s s s e n s o r ne t wo r k f o r p i p e l i n e s y s t e ms
YU Hu a p i n g , GUO Me i
( 1 。 C o l l e g e o f C o m p u t e r S c i e n c e , Y a n g t z e U n i v e r s i t y , J i n g z h o u 4 3 4 0 2 3 , C h i n a ; 2 . D e p a r t me n t o f S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y , Y a n g t z e U — n i v e r s i t y , J i n g z h o u 4 3 4 0 2 3 , C h i n a )
余 华 平 , 郭 梅
( 1 . 长 江大 学 计算机科 学学院, 湖北 荆州 4 3 4 0 2 3 ; 2 长江大学 科 学技术处 , 湖北 荆州 4 3 4 0 2 3 )
摘 要: 管道系统是事关国民经济发展的基础设 施 , 而节点 的三维部署 问题是基于无线 传感器 网络 的管道监控系统
的基础性技术 问题. 首先把三维管道结构映射为 X Y和 X Z 2 个 二维平面结构 , 分别对其 进行传感器节 点部署优化分 析. 然后在此基础上 , 设计 了面向管道 系统 的三维传感 器节点 的部署算 法. 最后对算 法进行 了覆盖性 能 、 连 通性能 以 及能耗性能 的评价 , 结果 表明 , 该算法能有效解决管道系统节点三维部署 问题 , 为超长油气管 道 、 城市 自来水管 网及 污水管 网监测提供理论指导和实践依据 . 关键词 : 三维节点部署 ; 无线传感器 网络 ; 管道系统 ; 覆盖 ; 连通 ; 能耗

油气长输管道无线传感器网络监测系统

油气长输管道无线传感器网络监测系统

性部 署和 随机部署 。随机部署 即随机抛 撒节点 ,进
行连 通度测 试 ,统 计 测 试 结果 。多 次 抛 撒实 验 后 ,
根 据实 验结果 得 出抛撒 区域 、通讯 半径 、节点数 目 和 网络 连通度 之 间的关 系 。随机抛 撒 的节点分 布基
本 服从 均匀分 布 。 ]
是靠 在管 道沿线 安装 检测点 ,通 过不 同的传感 器对 管道 工 作 参 数 进 行 检 测 ,如 测 量 流 量 、温 度 、压
1 现 有 技 术及 面 临 问题
长输管 道 的老 化 、腐 蚀 、突发 性 自然 灾 害及 人
为破坏 等都会 造成 管道破 裂乃 至泄 漏 ,如 不及 时发
现加 以处 置 ,不仅会 造成 能源 浪费 、经济损 失 、污 染 环境 ,而 且 会 危 及 人 身 安 全 ,甚 至 造 成 灾 难 事 故 ,所 以长输 管道 运行监 测 日益受 到重视 。 目前 泄
如果 测得 流量 / 力 变化 量 比预 先设 定 的大 ,可认 压
低廉 的针 对长输 管道 运行情 况 的 网络监控 系
统 。仿真 实验表 明 ,该 系统 具有较 高的定位
精度 和针 对 小泄漏 问题 较 高的灵敏 度 。
关键词 :无 线 传 感 器 网络 ;长 输 管 道 ; 监测 ;仿真 实验 在原 油长输 管 道运行 中 ,长输管 道 的监 控一直 是 一大难 题 。随着无 线通信 技术 的发 展 ,无 线传感 器 网络在 多 领 域 的应 用 研 究 已成 为 国外 的研 究 热 点 ,并取 得 了可喜 的进展 。 因此 可 以组 建无 线传感 器监 测 网络 来 满 足 实 时 、准 确 监 测 长 输 管 道 的需 求 。建立 一个无 线传感 器 网络覆 盖所需 的监 测现场 和监 测对 象 ,充 分 发 挥无 线 传 感 器 网络 布点 灵 活 、 布控 简单 、成本低 廉 的优点 ,提高 长输 管道安 全检 测 的实时性 和可靠 性 ,具有 重要 的现实 意义 。

供水管网科学调度决策支持系统理论和应用研究

供水管网科学调度决策支持系统理论和应用研究

3、数据存储
3、数据存储
供水管网调度决策支持系统需要处理大量的数据,因此需要一个稳定、高效 的数据存储系统来支持。通常,该系统采用分布式数据库或云存储方案来确保数 据的可靠性和完整性。
3、数据存储
三、供水管网调度决策支持系统在实际应用中面临的问题与挑战
1、数据采集难度大
1、数据采集难度大
供水管网的数据采集涉及到多个站点和多种参数,如何确保数据采集的准确 性和实时性是一大挑战。同时,数据采集设备的安装和维护也需要大量的人力物 力投入。
2、功能模块
2、功能模块
供水管网调度决策支持系统的功能模块包括:数据采集、数据处理、模型预 测、决策支持、系统管理等多个部分。其中,数据采集模块通过传感器等技术手 段实现;数据处理模块利用数据库和管理软件对数据进行存储和管理;模型预测 模块可采用神经网络、回归分析等算法进行预测;决策支持模块通过可视化界面 展示预测结果并提供调度建议;系统管理模块则负责对整个系统进行配置和维护。
四、针对上述问题的解决方案
1、优化数据采集方式
1、优化数据采集方式
为了提高数据采集的准确性和实时性,可以采用高精度传感器和自动化采集 设备,同时加强对数据采集设备的维护和校准。此外,还可以采用网格化的数据 采集方式,实现对供水管网全覆盖监测。
2、提高系统稳定性
2、提高系统稳定性
采用高可用性的服务器和网络设备,建立多点备份和容错机制,确保系统的 高可用性。同时,定期对系统进行全面检测和软件更新,以提高系统的稳定性和 可靠性。
3、加强数据隐私保护
3、加强数据隐私保护
采用加密技术和访问控制机制,限制用户对数据的访问权限。同时,加强对 数据存储和传输环节的安全防护,防止数据泄露和非法访问。

智能算法在地下供排水管网传感器优化布设中的应用综述

智能算法在地下供排水管网传感器优化布设中的应用综述

计算机科学与人工智能河南科技Henan Science and Technology总第817期第23期2023年12月收稿日期:2023-08-22基金项目:国家重点研发计划“城市供水和排水管网服役状态智能感知技术与设备”(2022YFC3801000)。

作者简介:李清富(1966—),男,博士,教授,研究方向:工程结构安全性、耐久性及修复技术。

智能算法在地下供排水管网传感器优化布设中的应用综述李清富李泽祎(郑州大学水利与交通学院,河南郑州450001)摘要:【目的】我国基础设施受多种因素影响,出现了不同类型病害。

如何在不损坏主体结构的前提下,对基础设施进行健康监测,成为亟待解决的问题。

传感器作为健康监测的必要设备,其布设方式是否合理,会对监测系统的可靠性产生重要影响。

【方法】以传感器优化布设为例,分析总结传感器布设时所使用的智能算法及优化布设准则。

【结果】目前,国内外对传感器优化布设准则及优化智能算法的研究多是基于桥梁等地上结构进行的,且大多数研究是在传感器数量已知、基于单一目标前提下进行的。

【结论】鉴于城市地下供水排水管网健康监测的复杂性,迫切需要找到一种优化布设方法,能同时满足传感器布设数量及多目标优化的需求。

因此,基于智能算法的多目标优化理论将成为城市地下供水排水管网一体化监测的重要研究方向。

关键词:智能算法;优化准则;传感器布设;地下管线;多目标优化中图分类号:TU991文献标志码:A文章编号:1003-5168(2023)23-0016-05DOI :10.19968/ki.hnkj.1003-5168.2023.23.004Application of Intelligent Algorithm in Optimal Sensor Placement ofUnderground Water Supply and Drainage Pipeline NetworkLI Qingfu LI Zeyi(School of Water Conservancy and Transportation,Zhengzhou University,Zhengzhou 450001,China)Abstract:[Purposes ]The infrastructure in China is affected by many factors,and there are different typesof diseases.How to monitor the health of infrastructure without damaging the main structure has becomean urgent problem to be solved.As a necessary equipment for health monitoring,whether the layout of sensors is reasonable will have an important impact on the reliability of the monitoring system.[Methods ]Taking the optimal layout of sensors as an example,the intelligent algorithms and optimal layout criteria used in sensor layout were analyzed and summarized.[Findings ]At present,most of the research on sen⁃sor optimization layout criteria and optimization intelligent algorithms at home and abroad is based onground structures such as bridges,and most of the research is based on the premise that the number of sensors is known and based on a single target.[Conclusions ]In view of the complexity of health monitor⁃ing of urban underground water supply and drainage network,it is urgent to find an optimal layout method,which can meet the needs of sensor layout and multi-objective optimization at the same time.Therefore,the multi-objective optimization theory based on intelligent algorithm will become an impor⁃tant research direction of integrated monitoring of urban underground water supply and drainage network.Keywords:intelligent algorithms;optimization criteria;sensor placement;underground pipelines;multi-objective optimization0引言近年来,随着城市规模不断扩大,城市供水和排水管网的病害机理受到国内外越来越多学者的重视。

供水管网调度自动化的创新与应用探析

供水管网调度自动化的创新与应用探析

供水管网调度自动化的创新与应用探析随着城市化进程的不断加快,城市供水管网的调度管理面临着日益严峻的挑战。

传统的供水管网调度管理方法往往依靠人工操作,面临着运行效率低、调度决策不及时等问题,难以适应城市供水管网快速发展的需求。

为了解决这一问题,供水管网调度自动化技术应运而生。

本文将通过对供水管网调度自动化的创新与应用进行探析,从技术原理、应用效果、发展趋势等方面进行深入剖析,旨在提供一些有益的启示与借鉴。

一、技术原理供水管网调度自动化技术是指采用先进的信息科学、自动化控制技术对供水管网进行实时、动态的监控与调度管理,通过实时数据采集、处理和分析,利用数学模型、仿真算法等先进技术进行智能化决策,实现对供水管网的精细化、智能化管理。

其技术原理主要包括以下几个方面:1.实时数据采集与监控利用传感器、仪表等设备对供水管网的运行状态进行实时数据采集,包括水质、水压、流量等参数。

通过建立监控中心,实现对供水管网的远程监控,及时掌握管网运行的动态变化,为后续智能化决策提供数据支撑。

2.数学建模与仿真算法将供水管网的运行规律进行数学建模,利用仿真算法对不同情况下的供水管网进行模拟推演,分析管网运行的优化方案,为智能化决策提供理论支持。

3.智能化决策与控制结合实时数据和数学模型,利用人工智能、模糊控制等技术进行管网调度决策,实现对管网运行的自动、精细控制,提高供水管网的运行效率和安全性。

以上技术原理构成了供水管网调度自动化的基础框架,为实现对供水管网的智能化管理提供了技术支撑。

下文将对供水管网调度自动化技术的应用效果进行分析。

二、应用效果供水管网调度自动化技术的应用效果主要体现在以下几个方面:1.提高供水管网运行效率传统的供水管网调度决策往往依赖于人工经验和判断,难以及时、准确地把握管网运行状态。

而引入自动化技术后,可以实现对管网的实时监控和智能化决策,提高了管网的运行效率,减少了能源消耗,降低了供水成本。

2.提升供水管网安全性通过自动化技术的应用,可以及时发现管网运行中的异常情况,并通过智能化决策系统实现自动处理和控制,避免了供水管网发生安全事故的风险,为城市居民提供了更加稳定、可靠的供水服务。

管道支持移动传感器网络部署和调度研究综述

管道支持移动传感器网络部署和调度研究综述
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S re fo e ly n n c e ui g o u v y o n d p o me ta d s h d l f n c be b s d mo i r ls e s rn t o k a l a e bl wi e s s n o ew r e e
Z HONG Jn 。 i一,YUAN Xu . e ,L n - in ’ i gwe ew n UO Ge g q a g
( . hnhnIvn oI om t nTcnl yC .Ld hnhnG a g og58 5 1S eze eg frai eh o g o t,S eze un dn 10 7,C ia 2 C lg o p t c ne& Tcn l y n n o o hn ; . oeeo C m ue Si c l f r e e oo h g
t r e eo m e tdie t . u e d v lp n r ci on
Ke r s mo i e s rn t r y wo d : b l s n o ewok;s h d l g;d p o me t e c e ui n e l y n
构建 一个 混合 网络 , 中包 含静止 节点和移 动节点 。此 时 , 其 静
这样就可 以用静止节点对 目标区域进行粗粒度 的监测 , 然后调
线 网络 , 目的是 协作 地感 知 、 集和处 理网络覆 盖的地理 区域 采 中特定感知对 象 的信息 , 发布 给观察 者 。 由于无线 传感 并 器 网络无须 固定 的设备支 撑 、 以快速部 署 、 用 自组 织 的灵 可 使 活组 网方 式 , 受 有 线 网络 约 束 , 此 具 有 广 阔 的 应 用 前 不 因 景 。基于各类传感 网络 节点 平 台、 向各 个领域 应用 需求 面 的研究项 目层 出不穷 , 不仅 在工业 、 业 、 农 军事 、 环境等传统 领 域具有巨大的应用 价值 , 许多新 兴领 域也 逐渐 体现 其优越 在 性 。随着计算成本 的下降 以及微处理器技术的发展 , 传感 器 网络在很多领域已经进入实用阶段 , 并将逐步深入到人类生

智慧城市燃气管道监测技术的研究与应用

智慧城市燃气管道监测技术的研究与应用

智慧城市燃气管道监测技术的研究与应用随着城市的不断发展和变化,城市的燃气管道也在不断地增加和扩张。

而管道的安全问题一直是城市的重要关切问题。

因为管道的不安全可能造成严重的事故和损失。

了解管道的安全问题, 研究智慧城市燃气管道监测技术已经成为一种非常重要的现象。

燃气管道的问题主要包括漏气, 管线损坏和缺少必要的安全设备等。

这些问题都需要智慧城市燃气管道监测技术的研究和应用。

智慧城市燃气管道监测技术的发展将有助于降低管道事故的概率, 提高燃气管道的运行效率, 保障市民的生命和财产安全。

下面就具体分析智慧城市燃气管道监测技术的研究和应用。

一、物联网技术在燃气管道监测中的应用随着物联网技术的不断发展, 它对燃气管道的监测和管理也日益重要。

物联网技术将能够为城市管理者提供更准确、及时的监测服务,而这些服务可以用来提高城市的安全性。

智慧城市燃气管道监测技术将会用物联网的技术来实现运行。

在燃气管道的传统监测中,往往需要及时检查燃气管道上的传感器和机器。

但是传统的方法不能满足燃气管道的复杂性和人员管理的要求。

利用物联网技术的远程无线传感器技术, 可以更方便地获取管道运行情况,发现问题并及时解决。

二、无损检测技术在燃气管道监测中的应用无损检测技术在燃气管道监测中广泛应用。

无损检测技术的优势在于可以探测隐蔽的管道损伤, 并对管道的问题进行快速定位。

然而,传统的无损检测技术只能发现一些静态的管道疵病, 并不能实时监测管道的状态。

为提高传统的无损检测技术, 目前已经出现了许多基于机器视觉和机器学习技术的新型无损检测技术。

这些技术可以根据管道运行时不同的情况, 得到更准确的管道健康状况,并加以处理。

与传统的技术相比,这些新颖的技术更加腾讯,可以提高管道监测的效率和精度。

三、智能化管道巡检系统在燃气管道监测中的应用当前, 智慧城市生活的普及使得管道监测变得更加智能化和高效。

在管道巡检中,主要使用手持式设备监测和检查燃气管道上的位置和情况。

水下传感器网络的构建与优化研究

水下传感器网络的构建与优化研究

水下传感器网络的构建与优化研究在当今科技迅速发展的时代,水下传感器网络作为一种新兴的技术,在海洋探索、资源开发、环境监测以及军事应用等领域发挥着越来越重要的作用。

水下环境的特殊性,如高水压、低能见度、复杂的水流和有限的通信带宽等,给水下传感器网络的构建与优化带来了巨大的挑战。

水下传感器网络的构建首先要解决的是节点的部署问题。

由于水下环境的复杂性,节点的部署不能像在陆地上那样随意。

合理的节点部署方案能够确保网络的覆盖范围和连通性,从而有效地收集和传输数据。

在部署节点时,需要考虑多种因素,如监测区域的大小和形状、水流的速度和方向、节点的通信半径以及能量消耗等。

例如,如果监测区域是一个较大的矩形海域,可能需要采用均匀分布的部署方式,以保证整个区域都能被覆盖到;而如果监测区域是一个不规则的形状,或者存在特定的热点区域需要重点监测,那么就需要采用非均匀的部署方式,在关键区域增加节点的密度。

节点之间的通信是水下传感器网络的核心问题之一。

水下通信与陆地通信有很大的不同,主要的通信方式包括声波通信、光通信和电磁通信等。

声波通信是目前水下传感器网络中应用最广泛的通信方式,因为声波在水中能够传播较远的距离。

然而,声波通信的速率较低,而且存在多径传播、时延和多普勒频移等问题,这给数据的准确传输带来了困难。

为了提高通信质量,需要采用合适的调制解调技术、纠错编码技术以及多输入多输出(MIMO)技术等。

此外,还可以通过优化网络拓扑结构、路由协议和介质访问控制(MAC)协议等来减少通信冲突和能量消耗。

能量供应是水下传感器网络面临的另一个关键问题。

由于水下环境的限制,很难对节点进行频繁的电池更换或充电。

因此,如何有效地节约能量,延长网络的生命周期,是一个亟待解决的问题。

在硬件设计方面,可以采用低功耗的芯片和传感器,以及高效的电源管理模块。

在软件方面,可以通过优化通信协议、调整节点的工作模式(如休眠和唤醒机制)以及数据融合技术等来降低能量消耗。

无线传感器网络技术在输油管道监测系统中的研究与应用

无线传感器网络技术在输油管道监测系统中的研究与应用

[ 摘 要] 对油 田输 油管道 泄漏 等异 常状况 , 针 本文 采用 先进 的无 线传感器 网络 技 术对输 油管 道温度 压 力参数 进行 实时监 测, 并对数 据进 行处 理和分 析, 获 取输 油管 道的安 全情 况和油井 生产 情况, 实现 对输 油管 道泄漏 或油井 停井 的监测报 警和 对油井 生产情 况 的历史记 录和 趋势 预测 。针对 关键 的传感器 节点低 功耗 问题,设 计 进行 了深 入研 究和 设 计 。 实际 应 用 表 明 : 系 统 具有 低 成 本 、低 功耗 、 网络 化 、智 能化 、稳 定可 靠 等 特 点 。 该 [ 键词 ] 关 无线传感 器 网络 低 功耗设计 传感器 节 点 管道 泄漏 监测报 警 中图 分类号 :P9 T33 文献标识 码 : A 文章编 号 :0 99 4 (00 3— 28O 10— 1X 2 1)3 09 一 1
1 2 系统结 构 . 本 系统包 括传 感器节 点 ( e s r n d s 、汇聚 节 点 ( i k n d s 和管 s no o e ) sn o e ) 理节 点 ( a k m n g r n d s 三部 分 。 t s a a e o e ) 传 感器节 点安装 在单井 管线止 回 阀前 端, 使用 电池供 电, 传感 器节 点在汇 聚节 点 的协调下 自组织 成为 网络, 负责采 集输 油管道 温度和 压力 参数, 通过一
如果 允许节 点加入 , 调器 要给节 点发送 确认 帧, 协 节点收 到后更 新 自己的 网络 信 息库 (I) 完成 加入 网络 。 PB , 节 点加入 网络 后, 开始 执行 正常任 务,P CU工作在 突发状 态, 定时 时间到, CU激活 系统 打开外 部模块 端 口, 行数 据采集 任务 并封 装成帧 , P 执 然后通 过射 频模 块 发送 到汇 聚 节 点 。发送 任 务结 束, 统进 入休 眠 模 式, 省功 耗 。 系 节 2 2 汇聚节 点设 计 . 汇 聚节点安装 在计量站 内, 备协调器功 能, 织和管理无 线传感 器网络, 具 组 地址 分配和 任务绑 定 : 收集 各传感 器节 点采集 的输油 管道 参数, 并对数 据进 行 数据 处理 、 数据 分析和 数据 存储, 对异 常情 况进行 声光报 警和 液 晶显 示 : 另外, 汇 聚节 点还具 备 网关功 能, 过协 议转换 与 其他 网络 实现 网络互 连和 数据 转 通

智能管道系统的设计与实现

智能管道系统的设计与实现

智能管道系统的设计与实现第一章:引言近年来,随着城市化程度的不断提高和人口数量的增加,各种基础设施得到了广泛的建设和应用,其中,以供水管道和排水管道为代表的管道系统得到了广泛的应用。

与传统管道相比,智能管道系统具有更高的效率、更低的维护成本和更好的监控效果。

因此,设计和实现智能管道系统已经成为一项热门研究领域。

本文将从设计和实现智能管道系统的角度,对其技术原理和应用做详细的分析介绍。

第二章:智能管道系统设计原理智能管道系统设计的主要原理是利用计算机技术、传感器技术、通讯技术和电力技术等多种技术手段,对管道系统进行全面监控和管理。

其主要组成部分包括传感器节点、数据采集处理系统、通讯网络系统、监测预警中心和管道维护管理系统。

2.1 传感器节点传感器节点是智能管道系统的核心组成部分,它能够实时地感知管道系统运行状态和管道周围环境变化,并将获取到的数据传输给数据采集处理系统。

传感器节点可以依据应用场景的不同,选择相应的传感器类型,例如,压力传感器、液位传感器、温度传感器、湿度传感器、烟雾传感器、噪音传感器等常见传感器。

传感器节点一般采用光纤通讯技术,可以实现长距离传输和高速数据传输。

2.2 数据采集处理系统数据采集处理系统是智能管道系统的数据中心,它负责采集传感器节点收集到的数据,并进行分析处理和存储。

采集到的数据可以实现实时监控、分析预测和历史查询等功能。

数据采集处理系统需要具备高性能计算和大数据处理能力,常见的数据采集处理系统包括云计算平台、分布式计算系统等。

2.3 通讯网络系统通讯网络系统是智能管道系统的传输通道,它将传感器节点采集到的数据传输到数据采集处理系统。

通讯网络系统主要包括有线网络和无线网络两种类型。

有线网络一般采用光缆或者铜缆进行传输,具有通讯速度快、网络稳定性好等优点;无线网络主要采用3G、4G、WIFI等通讯技术,可以实现大范围覆盖和移动通讯等功能。

2.4 监测预警中心监测预警中心是智能管道系统的核心管理部门,负责对管道系统进行实时监控和故障预警。

基于传感器网络的智能交通流量监测与控制

基于传感器网络的智能交通流量监测与控制

基于传感器网络的智能交通流量监测与控制随着城市交通量的不断增加,传统的交通监测和控制方式已经无法满足日益增长的需求。

因此,基于传感器网络的智能交通流量监测与控制成为了解决交通拥堵和提高交通效率的有效途径。

本文将探讨传感器网络在智能交通流量监测与控制中的应用,并对其优势和挑战进行分析。

一、传感器网络在智能交通流量监测方面的应用1. 数据采集:传感器网络可以部署在交通要道和关键路段,通过采集交通流量数据、车辆速度、车辆类型等信息,并实时传输到交通管理中心。

2. 数据处理:交通管理中心通过对传感器网络收集到的数据进行处理和分析,可以得到准确的交通流量统计数据,包括路段的通行能力、通行时间和交通状况。

3. 数据展示:交通管理中心可以利用收集到的数据,生成实时的交通热力图、交通拥堵报警和交通预测报告等,提供给交通管理人员和驾驶员参考,实现智能交通流量监测和预警。

二、传感器网络在智能交通流量控制方面的应用1. 交通信号控制:传感器网络可以实时监测车辆的通行情况和交通拥堵状况,并根据实际情况调整信号灯的时长和配时策略,优化交通信号控制,减少交通堵塞和延误。

2. 路况导航:通过传感器网络收集到的实时交通信息,可以为驾驶员提供准确的路况导航和推荐交通路线,帮助驾驶员避开交通拥堵区域,减少通勤时间和燃料消耗。

3. 动态收费:基于传感器网络的智能交通流量监测与控制可以实现按需收费,通过收集到的路段交通数据,根据交通拥堵程度和通行能力设置动态收费策略,有效引导交通流量,减少交通拥堵。

三、基于传感器网络的智能交通流量监测与控制的优势1. 实时性:传感器网络可以实时采集交通数据,并通过无线传输的方式将数据传送到交通管理中心,实时更新交通状况,为交通管理提供准确和及时的决策支持。

2. 准确性:传感器网络通过在不同关键路段的部署,可以全面、细致地收集到交通数据,提高数据采集的准确性,并通过数据处理和分析提供准确的交通流量统计结果。

网络优化中的流量调度技术研究进展

网络优化中的流量调度技术研究进展

网络优化中的流量调度技术研究进展随着互联网的飞速发展,网络流量的不断增加给网络带来了巨大的负载压力。

为了提高网络的性能和用户体验,网络优化成为了一个重要的研究领域。

而在网络优化中,流量调度技术的研究和应用是至关重要的一环。

本文将介绍网络优化中的流量调度技术的研究进展。

1. 背景和现状网络流量调度是指根据网络条件、流量需求和性能指标等因素,对网络中的流量进行有效地分配和管理的技术。

网络流量调度的目标是实现负载均衡、减轻网络拥塞、提高服务质量和用户体验。

在过去的几十年中,研究人员和工程师们提出了许多流量调度技术。

最早的方法是基于传统的路由协议,如静态路由、动态路由和自治系统内部网关协议(IGP)等。

然而,这些方法的适应性和灵活性有限,不能满足网络中不断变化的需求。

因此,研究者开始探索新的流量调度技术。

2. 研究进展2.1 基于负载均衡的流量调度基于负载均衡的流量调度技术是一种常见的流量调度方法,其目的是通过将流量均匀分配到不同的路径上,减轻网络拥塞,提高网络的性能和可靠性。

其中,有两种常见的负载均衡技术:一是基于DNS(域名系统)的负载均衡,通过将用户请求引导到不同的服务器上实现负载均衡;二是基于流量调度器的负载均衡,通过选择最佳路径将流量分配到不同的服务器上。

2.2 基于流量工程的流量调度基于流量工程的流量调度技术是在网络优化中的重要研究方向之一。

流量工程是指根据网络的拓扑结构和流量需求,调整流量的路径和优先级,以减轻网络拥塞,提高网络的性能。

其中,有两种常见的流量工程方法:一是基于链路权重的流量工程,通过调整链路权重来实现流量的分配和调度;二是基于流量预测的流量工程,通过对流量进行预测来调整路径和优先级。

2.3 基于应用感知的流量调度基于应用感知的流量调度技术是指根据应用的类型和需求,对流量进行分析和调度的技术。

该技术可以根据不同的应用特性进行流量的优化分配,以提高用户体验和服务质量。

例如,对于实时音视频应用,可以通过将流量调度到低延迟和高带宽的路径上,来获得更好的传输效果和用户体验。

智能管道监测技术的研究与应用

智能管道监测技术的研究与应用

智能管道监测技术的研究与应用随着国家发展的需要以及市场的要求,智能管道监测技术已经成为了当今世界上一个备受重视的领域,被广泛应用于各个领域,比如能源、化工、石油等等。

智能管道监测技术是一种利用现代科技手段来对各种管道进行监测和管理的技术,它可以监测管道内的流量、压力、温度、浓度等重要参数,同时还可以对管道内部的损伤进行自动检测和报警,从而避免了管道的泄漏和事故发生。

智能管道监测技术主要包括传感器、通信、数据采集、数据处理等几个部分。

其中,传感器是智能管道监测技术的核心。

传感器是一种能够将管道内部的参数转换成可供采集装置读取的电信号的设备。

目前常用的传感器主要包括温度传感器、压力传感器、流量传感器等。

这些传感器的精度和灵敏度都非常高,可以有效地监测到管道内部的各种参数,从而实现精确控制和管理。

通信是智能管道监测技术的另一个重要组成部分。

现代智能管道监测系统常采用物联网通信技术,通过物联网通信技术将传感器所采集到的数据传输到数据中心,从而实现数据的实时监控和控制。

通信技术的进步使得智能管道监测系统的可扩展性和可靠性更加优化。

数据采集和处理是智能管道监测技术的另一个重要环节。

一个完整的智能管道监测系统需要将传感器采集到的数据进行处理和分析,通过对数据的分析和建模,可以有效地预测管道未来的工作状态,从而采取相应的行动保障管道的高效运转。

同时,数据采集和处理技术还可以对管道内的损坏进行定位和分析,从而及时修复管道的损坏,避免泄漏和事故。

智能管道监测技术的优点主要包括以下几个方面:一、提高工作效率。

智能管道监测系统通过实时监测和控制,可以有效地降低管道事故的发生率,提高管道的工作效率和稳定性。

二、降低管道运营成本。

智能管道监测系统可以对管道进行实时监控和预测,从而减少了管道的维护和修复成本,同时也避免了管道长时间的关闭和停工,从而降低了管道的运营成本。

三、提高生产效益。

智能管道监测系统可以对各种管道参数进行实时监测和控制,从而帮助企业及时发现管道内的异常情况,快速采取措施进行排除,从而保障了生产效益的稳定性和可靠性。

天然气管道网络的运行优化与调度研究

天然气管道网络的运行优化与调度研究

天然气管道网络的运行优化与调度研究
一、引言
目前,天然气管道网络正成为世界上最重要的能源转换系统。

它利用复杂的管道系统将天然气由供气源传输到消费源,在此过程中能够满足用气的安全性、稳定性和可靠性等要求。

由于其庞大的网络规模和复杂的运行特性,和直接的节能减排等有效的调度和优化技术的研究已成为必不可少的要求。

二、天然气管道网络运行优化研究
1、基本原理
天然气管道网络的运行优化研究,主要是从“控制费用”、“节约能耗”和“提高供气可靠性”这三个方面来考量。

优化控制是指在满足供气安全和可靠性的基础上,尽可能的降低能耗和费用,使天然气管道网络供需侧双方的费用最小。

优化控制首先需要考虑到一般的物理学和热力学等基本知识,再依据系统需求和安全可靠性要求,将系统的工作状态分为几种基本情况,根据基本情况计算出各段气体流量,然后采用管网计算和最优化方法进行调度控制。

2、运行优化技术
运行优化技术包括:
(1)气体流量最优化技术:历史数据和专家计算相结合,运用有限节点最优化模型,计算出气体流量的最优控制方案。

智能管道系统的发展现状与未来趋势

智能管道系统的发展现状与未来趋势

智能管道系统的发展现状与未来趋势随着人工智能和物联网技术的快速发展,智能管道系统正逐渐成为现代社会不可或缺的一部分。

在各行各业中,智能管道系统以其智能、高效、安全的特点,被广泛应用于供水、供气、供热等领域。

本文将对智能管道系统的发展现状和未来趋势进行探讨。

一、智能管道系统的现状目前,智能管道系统在供水、供气、供热等领域已经取得了显著的成果。

智能供水系统中使用的智能计量器具能够实时监测水流量和水质情况,并通过物联网技术将相关数据上传到云端,方便用户随时随地查询。

智能供气系统中采用的智能传感器能够监测气体压力和温度,确保气体的正常供应和使用安全。

智能供热系统中使用的智能温控器能够根据用户的需求自动调节供热设备,提高供热效率。

这些智能管道系统不仅提高了供水、供气、供热的质量和效率,还为用户带来了更加便捷的使用体验。

除了在传统的供水、供气、供热领域,智能管道系统还逐渐应用于其他领域。

例如,在工业生产中,智能管道系统能够实时监测工艺流程中的液位、温度、压力等参数,提高生产效率和质量。

在城市管理中,智能管道系统能够监测和管理污水、雨水等管道,预防和减少污染事件的发生。

二、智能管道系统的未来趋势随着科技的不断进步,智能管道系统的未来有着广阔的发展前景。

以下是几个可能的未来趋势。

首先,智能管道系统将更加智能化和自动化。

随着人工智能技术的发展,智能管道系统将能够更加智能地处理和分析大量的数据,并做出相应的决策。

例如,智能供水系统能够根据用户的用水习惯和天气情况,自动调节供水压力和水温,达到节水和节能的目的。

其次,智能管道系统将与其他系统进行深度融合。

随着物联网技术的普及和应用,各种智能设备和系统将能够实现互联互通。

智能管道系统将与智能家居系统、智能城市系统等进行深度融合,实现信息的共享和资源的优化利用。

再次,智能管道系统将更加注重环境保护和可持续发展。

随着人们对环境保护意识的增强,智能管道系统将更加注重节能和减排。

基于物联网技术的智能地下管网监测与管理系统设计

基于物联网技术的智能地下管网监测与管理系统设计

基于物联网技术的智能地下管网监测与管理系统设计随着城市化进程的加速发展,地下管网在城市基础设施中举足轻重。

然而,传统的地下管网监测与管理方式存在着许多问题,如监测手段单一、信息获取困难、维修及时性不足等。

因此,设计一个基于物联网技术的智能地下管网监测与管理系统,以提高地下管网的监测能力和管理效率,变得尤为重要。

一、系统概述本系统将应用物联网技术,通过传感器、通信设备和云平台等构成一个智能监测与管理系统,用于实时地监测地下管网的运行状态、温度和压力等参数。

同时,系统还具备故障报警、远程控制和数据分析等功能,以实现对管网的智能化管理。

二、系统架构1. 传感器网络:在地下管道的关键位置布置各类传感器,如温湿度传感器、压力传感器和流量传感器等,用于实时采集管道的运行状态。

传感器将通过无线通信技术将数据传输给监测中心。

2. 通信网络:通过无线传感网、移动通信网络或卫星通信等方式将传感器采集到的数据发送给监测中心,实现数据的长距离传输。

3. 数据存储与分析:接收到的数据将存储在云平台上,供后期的数据分析和决策参考。

通过对历史数据的分析,可以发现管道运行中的异常情况,并为维修提供依据。

4. 监测中心:监测中心负责接收并处理传感器数据,实时监测管道的运行状态。

一旦系统检测到异常情况,如管道温度升高、压力异常等,监测中心将发出报警信号,通知相关人员进行处理。

5. 远程控制与管理:系统管理员可以通过与监测中心相连的设备,实现对地下管道的远程监控和控制。

例如,在出现紧急情况时,可以通过远程控制关闭阀门,避免事故的发生。

三、系统功能1. 实时监测:系统通过传感器网络实现地下管网的实时监测。

监测中心可以随时获取地下管网的运行状态,包括温度、压力、流量等参数,以确保管网运行在正常的范围内。

2. 故障报警:系统能够及时检测到管道运行中的异常情况,并发出报警信号。

例如,温度突然升高、压力异常、流量减小等情况都可以被系统及时捕捉到,并通过报警信号通知相关人员。

管道机器人综述

管道机器人综述

现状分析
目前,管道清淤机器人已广泛应用于城市排水、油气输送、化工等管道清淤 作业中。根据应用场景的不同,管道清淤机器人可分为喷头式、机械臂式、轮式 等不同类型。这些机器人具有自主行走、智能感知、远程控制等功能,可实现管 道内部的自动化清洗。然而,现有管道清淤机器人在稳定性、适应性、工作效率 等方面仍存在一定的局限性,需要进一步研究和改进。
四、结论
管道机器人的研制具有重要的意义和广泛的应用前景。通过对管道机器人的 设计和应用进行深入研究和探讨,我们可以不断推动这一技术的发展和应用范围 的扩大,为社会的发展和进步做出更大的贡献。
参考内容二
引言
管道清淤机器人是一种能够在各种管道中自主行走、清除污垢和杂物的自动 化设备。随着城市化进程的加快,管道堵塞、污染等问题日益突出,而人工清淤 方法效率低下且存在安全隐患。因此,研究管道清淤机器人具有重要意义,可有 效解决这一问题。本次演示将探讨管道清淤机器人的研究现状、技术原理、研究 方法及结果,并展望未来的研究方向。
四、总结
管道机器人是机器人技术的一个重要分支,其研究和应用具有广泛的实际意 义和价值。随着技术的不断进步和应用需求的不断提高,管道机器人将迎来更多 的发展机遇和挑战。未来需要进一步深入研究机器人的运动机制、感知能力和控 制策略等方面的问题,为实际应用提供更好的解决方案和技术支持。
参考内容
一、引言
谢谢观看
技术原理
管道清淤机器人一般由行走机构、机械臂、喷头、控制系统等组成。工作时, 机器人通过控制系统自动控制行走机构在管道内移动,同时利用机械臂和喷头对 管道内壁进行清洗。此外,机器人还配备了传感器和图像传输设备,以便实时监 测清淤进程和判断管道内部状况。
研究方法
本次演示采用了文献调研和实验验证相结合的研究方法。首先,通过查阅国 内外相关文献了解管道清淤机器人的研究现状和技术原理。其次,结合实际应用 场景,设计并制作实验样机,进行实地测试和实验数据收集。

《基于资源感知的动态云任务调度算法研究》范文

《基于资源感知的动态云任务调度算法研究》范文

《基于资源感知的动态云任务调度算法研究》篇一一、引言随着云计算技术的不断发展,越来越多的企业和组织将业务迁移至云端,以实现资源的灵活分配和高效利用。

然而,在云计算环境中,如何有效地进行任务调度,以最大化资源利用率和系统性能成为了一个重要的问题。

针对此问题,本文提出了一种基于资源感知的动态云任务调度算法。

二、背景及意义云计算作为一种共享的资源池,可以根据需求动态地分配和优化资源。

在云计算环境中,任务调度是资源管理的重要环节,它直接影响到系统的性能和资源利用率。

传统的任务调度算法往往忽略了资源的实时感知和动态调整,导致资源利用率不高,系统性能受限。

因此,研究基于资源感知的动态云任务调度算法具有重要意义,可以提高系统性能,优化资源分配,降低运营成本。

三、相关研究综述近年来,关于云任务调度算法的研究日益增多。

其中,基于资源感知的任务调度算法成为了一个重要的研究方向。

这些算法通过实时感知资源的状态和需求,动态地调整任务调度策略,以提高资源利用率和系统性能。

然而,现有的算法仍存在一些问题,如资源感知不够准确、调度策略不够灵活等。

因此,本研究旨在提出一种更加高效、灵活的基于资源感知的动态云任务调度算法。

四、算法描述本文提出的基于资源感知的动态云任务调度算法主要包括以下几个步骤:1. 资源感知:通过实时监测云环境中各种资源的状态和需求,如CPU、内存、存储等,为任务调度提供准确的资源信息。

2. 任务分类:根据任务的类型、大小、优先级等因素,将任务进行分类。

3. 调度策略制定:根据资源感知的结果和任务分类的信息,制定动态的任务调度策略。

调度策略应具有灵活性,能够根据资源的实时状态和需求进行调整。

4. 任务分配与执行:将任务分配给合适的虚拟机或物理机执行,并实时监控任务的执行情况,以便进行动态调整。

五、算法实现与评估1. 算法实现:本文采用编程语言实现所提出的算法,并在云平台上进行测试。

2. 评估指标:为了评估算法的性能,我们采用了以下几个指标:任务完成时间、系统吞吐量、资源利用率等。

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收稿日期:2011-07-25;修回日期:2011-08-28基金项目:国家自然科学基金—青年科学基金项目(60903224);2010年广州市应用基础研究计划项目(2010Y1-C741);广州市重大科技专项计划资助项目(2009A1-D151)作者简介:钟经伟(1978-),男,湖南岳阳人,主任,硕士,博士研究生,主要研究方向为无线传感网、操作系统安全(zhongjingwei@21cn.com );袁学文(1962-),男,湖南长沙人,总工程师,高级工程师,本科,主要研究方向为无线传感网技术、RFID 技术在食品安全领域中的应用.管道支持移动传感器网络部署和调度研究综述*钟经伟1,2,袁学文1,罗更强1(1.深圳远望谷信息技术有限公司,广东深圳518057;2.国防科学技术大学计算机学院,长沙410073)摘要:在分析移动传感网络用途的基础上,综述了移动传感网络部署和调度的研究现状,提出了基于管道支持的移动传感器网络部署和调度方法,识别和分析了其当前面临的一组关键挑战,展望和讨论了其未来的发展方向。

关键词:移动传感器网络;调度;部署中图分类号:TP393文献标志码:A文章编号:1001-3695(2012)01-0012-04doi :10.3969/j.issn.1001-3695.2012.01.003Survey of on deployment and scheduling ofcable based mobile wireless sensor networkZHONG Jing-wei 1,2,YUAN Xue-wen 1,LUO Geng-qiang 1(1.Shenzhen Invengo Information Technology Co.Ltd ,Shenzhen Guangdong 518057,China ;2.College of Computer Science &Technology ,National University of Defense Technology ,Changsha 410073,China )Abstract :On the analysis of mobile sensor network purpose ,this paper overviewed the state-of-the-art of researches on themobile sensors network deployment and scheduling ,and proposed deployment and scheduling method of the cable based mobile sensor network to identify and analyze a number of key challenges of such technology.Finally ,it outlooked and discussed fu-ture development direction.Key words :mobile sensor network ;scheduling ;deployment0引言无线传感器网络(wireless sensor networks ,WSN )是由大规模部署在监控区域内的传感器节点通过自组织方式形成的无线网络,目的是协作地感知、采集和处理网络覆盖的地理区域中特定感知对象的信息,并发布给观察者[1]。

由于无线传感器网络无须固定的设备支撑、可以快速部署、使用自组织的灵活组网方式,不受有线网络约束,因此具有广阔的应用前景[2]。

基于各类传感网络节点平台、面向各个领域应用需求的研究项目层出不穷,不仅在工业、农业、军事、环境等传统领域具有巨大的应用价值,在许多新兴领域也逐渐体现其优越性[3 6]。

随着计算成本的下降以及微处理器技术的发展,传感器网络在很多领域已经进入实用阶段,并将逐步深入到人类生产、生活的各个领域。

传统的传感器网络一般采用静态传感器节点,一旦部署,所有节点的位置和感知范围就不再发生变化。

如果要进行更高精度的监测,可以采用移动传感器。

移动传感器节点比一般的传感器节点的感知、通信能力更强,它可以根据需要移动到应用指定的任意位置,实现网络的动态按需部署。

不仅可以避免和弥补覆盖盲区,增强网络的监控能力,还可以辅助数据的收集、避免拥塞、实时可靠地传递紧急数据。

但是完全部署移动传感器节点会导致网络的开销较大。

另一种可选的方案是构建一个混合网络,其中包含静止节点和移动节点。

此时,静止节点可以采用相对便宜的低精度的部件,它们对目标区域进行完全覆盖;移动节点配备高精度的部件,它们的数量有限。

这样就可以用静止节点对目标区域进行粗粒度的监测,然后调度移动节点对感兴趣的事件进行精确监测。

近年来已有不少关于无线移动传感器网络的文章发表在SIGCOMM 、MOBI-COM 、MOBIHOC 等顶级会议上[7 11],从一个侧面反映了无线移动传感器网络已成为计算机网络学术界的一个新研究热点。

然而现有的研究对移动节点的假设较强,基本都假定节点可以移动到指定的任何区域,这种无限制的移动模型存在一些局限,在很多应用中并不现实:a )被监控的环境可能非常复杂,如煤矿中的坑道在地下纵横交错,在这样的场景中难以让节点随意移动;b )对监控环境进行建模和移动规划需要较高的智能,而传感器节点资源受限,在能力上难以支持;c )节点在监控环境中随意移动会干扰到人们的正常工作,完全暴露在外也容易遭受事故的影响;d )具备任意移动能力的传感器节点(某种程度上可称为机器人)的造价很高,大量部署需要高额的成本。

此外,现有的研究多数基于理论的研究,如分析移动网络中的间歇连通延时(inter-contact time )模型、节点在任意移动模型下的动态覆盖模型等,较少考虑现实应用中存在的具体问题。

本文在系统综述移动传感器网络部署和调度的基础上,深层次地识别和分析当前移动传感器网络部署和调度存在的问第29卷第1期2012年1月计算机应用研究Application Research of Computers Vol.29No.1Jan.2012题和面临的挑战,并展望了进一步研究的方向。

1移动传感器网络研究现状移动传感器网络的用途主要有两大方面:a)增强网络的覆盖和监控能力,b)协助数据收集,避免部分节点负担过重和产生拥塞。

这两部分工作主要集中研究移动节点的部署和调度策略。

还有一部分工作研究移动传感器网络的间歇连通路由。

下面分别从这三个方面分析国内外的研究情况。

1.1增强网络覆盖和监控由于随机部署过程中节点位置以及状态的随机性,网络可能会出现覆盖不均衡或者出现盲区的情形。

为了扩大网络覆盖和监控面积,需要使用具有移动能力的传感器节点,利用节点的移动能力在初始随机部署之后,调度节点移动进行自组织再部署,以改善网络覆盖质量。

Howard等人[12]假定网络全由移动节点构成,将每个可移动的机器人视为一个移动的传感器节点,设计了一种基于人工势场(potential field)的移动节点部署方法。

初始条件下节点聚集在一起。

通过节点之间以及节点与障碍物之间的排斥力,将聚集在一起的节点向四周扩散,从而扩大网络覆盖区域。

进一步,Howard还设计了一种迭代的自动部署算法,逐个将移动节点部署到应用环境中去。

每个新部署节点根据已经部署节点的感知信息来决定其目标位置[13]。

这样,节点能够按照应用需求分步达到优化覆盖的目的。

与此类似的工作还包括文献[14 17]。

Wang等人[18]考虑了由静态节点和移动节点组成的混合无线传感器网络中可移动节点的部署问题[18]。

静态节点检测到部署区域内存在的覆盖盲区后,向临近的可移动节点发出申请,试图通过可移动节点的移动减少甚至消除覆盖盲区。

由于一个可移动节点可能会同时收到来自多个不同静态节点的申请消息,Wang等人设计了一种竞争协议,使得可移动节点向能获取最大覆盖收益的位置移动。

为了最大化网络覆盖面积,Wang等人[19]还设计了三个分布式算法:VEC、VOR和Minimax 算法。

其中,VEC算法是将节点从高密度区域推向稀疏区域,VOR算法试图将节点朝局部最大覆盖盲区移动,而Minimax 算法试图将节点部署在局部Voronoi区域中心。

另外,Wang等人[20]通过节点移动来响应新事件或者消除失效节点的影响,通过改变节点的位置形成更多的无交节点集合,从而有利于延长网络生存时间[21]。

以上工作都是为了弥补初次部署的不足,然后通过节点移动来最大化覆盖区域。

但这些策略只考虑了节点的一次再部署,而在移动节点不充足的情况下,一次再部署依然存在覆盖的不均衡问题。

为达到最优覆盖,文献[22]考虑了一次重部署的缺陷,基于马尔科夫模型提出了一个分布式算法,利用可移动节点的连续移动特性来调度节点。

此外,文献[23]研究了在全移动传感器网络和混合网络结构中,移动节点数量与网络覆盖度之间的折中关系。

Hwang等人[24]提出了一种通过节点的移动来延长网络生存时间的集中式算法。

在SET-K COVER问题中,网络的生存时间取决于无交节点集个数。

该算法首先使用文献[25]提出的方法将网络节点划分为若干无交节点集,再通过改变不属于任何节点集的可移动节点位置来将剩余节点组织成尽可能多的无交节点集。

Liu等人[8]研究了移动传感器网络的覆盖特性。

通过节点的移动,原来不被覆盖的区域也逐渐被移动到本地的节点所覆盖,因此总的覆盖面积在增加。

Liu等人定义了即时覆盖区域和一段时间内覆盖区域两种覆盖质量度量,利用随机移动模型,研究了覆盖区域同节点的密度与移动速度的关系,给出移动节点的最优移动策略。

Wu等人[26]利用扫描和维度交换的方式,提出了SMART协议,将网络从一个移动节点负载不均衡的状态转移到均衡状态。

Bisnik等人[7]研究了如何利用移动传感器节点来增强网络的事件捕获能力。

一个事件的存在有一定的时长,在事件消失前能被节点感知到就表示事件被捕获。

Bisnik等人还分析了移动节点的移动速度、移动路径和移动节点的数量对事件捕获能力的影响。

在这些工作中,均假定节点具有任意的移动能力,可以移动到指定的任何区域,没有边界条件的限制。

在现实的监控环境中,由于存在规划、造价等多方面的限制,任意移动模型难以得到实际的应用。

1.2协助数据收集在传感器网络中,数据收集大都采用多到一的通信模式。

因此,基站周围的节点将担负网络内的所有负载,成为网络性能的瓶颈,不但降低了网络的吞吐量,而且这些节点将快速失效,会降低网络的寿命。

此外,由于部署的随机性,一些区域的节点较少,传输负担较重,容易引发拥塞。

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