[发明专利]一种分布式光伏发电装置传感器网络节点休眠调度方法

权利要求书

1.一种分布式光伏发电装置传感器网络节点休眠调度方法，包括被分为若干簇的传感器节点，并依据能耗最小原则为每个簇选择簇首节点，其特征在于，包括以下步骤：

1)根据光照强度及环境温度日变化规律，传感器节点在一天中不同时段以不同的采样周期Δt采集光照强度和环境温度信息；

2)传感器节点之间以树状拓扑结构进行信息传输，并依据最小跳数原则建立自身的信息传输路径，所有的传感器节点均以多跳的形式向簇首节点发送信息；

3)每个传感器节点发送完自身所需发送的N条信息后，进入休眠状态，直到下一次采样周期Δt的到来。

2.根据权利要求1所述的分布式光伏发电装置传感器网络节点休眠调度方法，其特征在于，所述步骤1)中根据高斯拟合法得到的晴天和阴天条件下光照强度和环境温度采样数据的拟合曲线，当光照强度变化日辐照度最大幅值的2％，传感器节点采集一次光照强度信息，当环境温度变化日最大温差ΔT的2％时，传感器节点采集一次环境温度信息，选择光照强度采样周期和环境温度采样周期中的最小值作为传感器节点的采样周期Δt。

3.根据权利要求1所述的分布式光伏发电装置传感器网络节点休眠调度方法，其特征在于，所述步骤3)中根据每个传感器节点的不同深度d，将深度d与采样周期Δt的乘积作为唤醒时间T_a。

4.根据权利要求3所述的分布式光伏发电装置传感器网络节点休眠调度方法，其特征在于，空闲监听时间为：

${\mathrm{\Δt}}_i=Nh\frac{(D-d)}{v}$

式中N为监控网络中传感器节点的总数，h为节点间信息传输的距离，v为信息传输速率，D为节点的最大深度。

5.根据权利要求3或4所述的分布式光伏发电装置传感器网络节点休眠调度方法，其特征在于，传感器节点的能量消耗主要在发送信息、接收信息、空闲监听和休眠4个方面，节点在一个周期内的能耗情况为：

ΔW＝ΔW_active+ΔW_sleep

其中ΔW_active为节点在活跃状态时的能耗，ΔW_sleep为节点在休眠状态时的能耗；

节点活动状态时的能耗为信息接收、信息发送和空闲监听的能耗之和，假设信息接收、信息发送和空闲监听的能耗分别为ΔW_r、ΔW_s、ΔW_i，则：

$\left\{\begin{array}{c}{\mathrm{\ΔW}}_{active}={\mathrm{\ΔW}}_r+{\mathrm{\ΔW}}_s+{\mathrm{\ΔW}}_i\\ {\mathrm{\ΔW}}_{sleep}=U_{sleep}{I}_{sleep}{\mathrm{\Δt}}_{sleep}\end{array}\right.$

$\left\{\begin{array}{c}{\mathrm{\ΔW}}_s={\mathrm{UI}}_s{\mathrm{\Δt}}_s\\ {\mathrm{\ΔW}}_r={\mathrm{UI}}_r{\mathrm{\Δt}}_r\\ {\mathrm{\ΔW}}_i={\mathrm{UI}}_i{\mathrm{\Δt}}_i\end{array}\right.$

式中：

U,U_sleep：分别为节点的工作电压和休眠电压；

I_s,I_r,I_i,I_sleep：分别为节点发送信息、接收信息、空闲监听和休眠时的电流；

Δt_s,Δt_r,Δt_i,Δt_sleep：分别为节点发送信息、接收信息、空闲监听和休眠的时间；

假设监控网络中传感器节点的总能量为ΔW_total，则节点的寿命T可表示为：

$T=\frac{{\mathrm{\ΔW}}_{total}}{\mathrm{\Δ}W}\mathrm{\Δ}t.$