網(wǎng)階段的結(jié)束和穩(wěn)定工作階段的開始。
[0038] 所述步驟（2)的穩(wěn)定工作階段包括簇內(nèi)信息傳輸階段和簇首信息轉(zhuǎn)發(fā)階段。
[0039] 簇內(nèi)信息傳輸階段：簇內(nèi)成員節(jié)點(diǎn)將采集到的信息在分配的時(shí)隙內(nèi)發(fā)送給本簇簇 首節(jié)點(diǎn)。
[0040] 簇首信息轉(zhuǎn)發(fā)階段：簇首節(jié)點(diǎn)在接收到成員節(jié)點(diǎn)的信息后進(jìn)行融合，經(jīng)處理后發(fā) 送給變電設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)。當(dāng)所有的簇首都發(fā)送完信息后本輪周期結(jié)束，開始下一輪的組網(wǎng) 和信息傳輸。
[0041] 所述TDMA即時(shí)分多址是把時(shí)間分割成周期性的帖，每一個(gè)帖再分割成若干個(gè)時(shí) 隙發(fā)送信號，在滿足定時(shí)和同步的條件下，接收方可W分別在各時(shí)隙中接收到各傳感器節(jié) 點(diǎn)的信號而不混擾。同時(shí)，接收方發(fā)向多個(gè)終端的信號都按順序安排在預(yù)定的時(shí)隙中傳輸， 各終端只要在設(shè)定的時(shí)隙內(nèi)接收，就能在合路的信號中把發(fā)給它的信號區(qū)分并接收下來。
[0042] 所述非堅(jiān)持CSMA協(xié)議指即帶沖突檢測的載波監(jiān)聽多路訪問技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對傳輸介 質(zhì)的訪問控制。當(dāng)所有的節(jié)點(diǎn)共享傳輸線路時(shí)，若線路忙，則節(jié)點(diǎn)等待一段時(shí)間，再監(jiān)聽；不 忙時(shí)，立即發(fā)送；運(yùn)樣能夠減少各個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)送信息時(shí)的沖突。
[0043] 所述直接序列擴(kuò)頻DSSS方式指用高速率的偽噪聲碼序列與信息碼序列模二加 (波形相乘）后的復(fù)合碼序列去控制載波的相位而獲得直接序列擴(kuò)頻信號，即將原來較高 功率、較窄的頻率變成具有較寬頻的低功率頻率，W在無線通信領(lǐng)域獲得良好的抗噪聲效 果。接收端用相同的擴(kuò)頻碼序列進(jìn)行解擴(kuò)，把展開的擴(kuò)頻信號還原為原來的信號。直接序列 擴(kuò)頻技術(shù)在軍事通信和機(jī)密工業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用，現(xiàn)在普及到一些民用的高端產(chǎn)品， 例如信號基站、無線電視、蜂窩手機(jī)等，是一種可靠安全的工業(yè)應(yīng)用方案。
[0044] 本發(fā)明的有益效果：
[0045] 1.相對于傳感器節(jié)點(diǎn)傳統(tǒng)工作方式，均衡各傳感器節(jié)點(diǎn)能量消耗，節(jié)點(diǎn)工作時(shí)間 更長。
[0046] 2.采用直接序列擴(kuò)頻通訊方式的能夠取得良好的抗噪聲效果，提高信息傳輸質(zhì) 量。
[0047] 3.通過采用簇首節(jié)點(diǎn)中繼和預(yù)處理的方案，提高信息處理效率和能量利用率。
[0048] 4.本方法分簇組網(wǎng)方式簡單，易于部署，有較強(qiáng)的穩(wěn)定性和可管理性。 W例 5.簇首節(jié)點(diǎn)選舉不需要其它節(jié)點(diǎn)參與體現(xiàn)了其自組織的特點(diǎn)，對網(wǎng)絡(luò)的變化能動(dòng) 態(tài)適應(yīng)。可W看出決定一個(gè)節(jié)點(diǎn)能否成為簇首主要有兩方面因素：一是網(wǎng)絡(luò)中預(yù)先設(shè)定的 簇首節(jié)點(diǎn)所占的比例，二是該節(jié)點(diǎn)是否在W前成為過簇首。
【附圖說明】
[0050] 圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0051] 圖2為系統(tǒng)一輪工作過程示意圖；
[0052] 圖3為本發(fā)明的方法流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0053] 下面結(jié)合附圖與實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0054] 如圖1和2所示，一種基于分布式自舉算法的變電設(shè)備傳感器組網(wǎng)系統(tǒng)，主要設(shè)及 變電站子站系統(tǒng)、變電設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)W及變電站內(nèi)各種設(shè)備狀態(tài)信息采集傳感器簇首節(jié)點(diǎn) 和普通節(jié)點(diǎn)。 陽化5] 變電站子站系統(tǒng)處于組網(wǎng)后系統(tǒng)的最高層，它可W通過光纖或總線的方式與變電 設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)通訊，接收變電設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)整理后發(fā)送來的設(shè)備狀態(tài)信息，同時(shí)可W向變 電設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)送命令信息，控制監(jiān)控系統(tǒng)的工作方式。
[0056] 變電設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)處于組網(wǎng)后系統(tǒng)的第二層；所述變電設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)通過無線方 式接收狀態(tài)信息采集傳感器簇首節(jié)點(diǎn)發(fā)送的狀態(tài)信息，在接收多個(gè)簇首節(jié)點(diǎn)發(fā)送的狀態(tài)信 息后，進(jìn)行統(tǒng)一整理，然后發(fā)送給上級變電站子系統(tǒng)。同時(shí)變電設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)可接收上級變 電站子系統(tǒng)的指令，并向傳感器簇首節(jié)點(diǎn)下發(fā)指令控制傳感器的工作方式。
[0057] 設(shè)備狀態(tài)信息采集傳感器簇首節(jié)點(diǎn)位于組網(wǎng)后系統(tǒng)的第=層，所述設(shè)備狀態(tài)信息 采集傳感器簇首節(jié)點(diǎn)采用無線方式通訊，接收設(shè)定距離內(nèi)狀態(tài)信息采集傳感器普通節(jié)點(diǎn)采 集的設(shè)備狀態(tài)信息，并進(jìn)行融合處理后發(fā)送給上級變電設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)。同時(shí)可W接收上級 變電設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)的指令，并將其發(fā)送給設(shè)定距離內(nèi)的普通節(jié)點(diǎn)W控制其自身和普通節(jié)點(diǎn) 的工作方式。
[0058] 狀態(tài)信息采集傳感器普通節(jié)點(diǎn)即普通節(jié)點(diǎn)位于組網(wǎng)后系統(tǒng)的第四層，所述普通節(jié) 點(diǎn)采用無線的方式通訊，根據(jù)功能的不同將采集到溫度、濕度和色譜等信息量發(fā)送給簇首 節(jié)點(diǎn)，同時(shí)能夠接收簇首節(jié)點(diǎn)發(fā)送的指令，根據(jù)指令完成工作。
[0059] 變電站子站系統(tǒng)可W通過光纖或無線等方式與外界監(jiān)控系統(tǒng)服務(wù)器通訊，將該變 電站下的設(shè)備狀態(tài)信息發(fā)送給設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)的服務(wù)器，監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)時(shí)處理狀態(tài)信息并通過 一定的方式進(jìn)行展示。同時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)可W下達(dá)指令要求變電站子站系統(tǒng)完成相應(yīng)工作。
[0060] 一種基于分布式自舉算法的變電設(shè)備傳感器組網(wǎng)方式，流程如圖3所示，組網(wǎng)及 工作過程如下：
[0061] 步驟一：在組網(wǎng)階段，簇首節(jié)點(diǎn)廣播聲明消息，普通節(jié)點(diǎn)進(jìn)行入網(wǎng)申請，申請成功 后簇首為簇內(nèi)的成員節(jié)點(diǎn)分配工作時(shí)隙，運(yùn)一階段物理層通信方式均采用非堅(jiān)持CSMA協(xié) 議；
[0062] 步驟二：穩(wěn)定工作階段，各個(gè)成員在給定的時(shí)隙內(nèi)按TDMA機(jī)制通過直接序列擴(kuò)頻 值SS巧方式給簇首發(fā)送信息，成員節(jié)點(diǎn)根據(jù)簇首節(jié)點(diǎn)位置調(diào)整發(fā)射功率降低通信干擾，同 時(shí)減少能量消耗。簇首也W直接序列擴(kuò)頻的方式將融合后的信息發(fā)送到監(jiān)控系統(tǒng)；
[0063] 步驟=:本輪工作結(jié)束，開始下一輪工作過程
[0064] 所述步驟一的組網(wǎng)階段是W簇為單位的，每個(gè)簇內(nèi)的節(jié)點(diǎn)可W分為簇首節(jié)點(diǎn)和成 員節(jié)點(diǎn)。簇首節(jié)點(diǎn)的主要工作是組織簇結(jié)構(gòu)，接收成員節(jié)點(diǎn)采集到的信息，將信息融合后再 發(fā)送給監(jiān)控系統(tǒng)。成員節(jié)點(diǎn)主要任務(wù)是采集信息并將信息發(fā)送給簇首節(jié)點(diǎn)。 陽0化]在該階段的簇首選舉過程中，傳感器節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生一個(gè)隨機(jī)數(shù)與一個(gè)特定的口限值比 較來決定是否成為簇首，在運(yùn)個(gè)過程中不需要其它節(jié)點(diǎn)的參與。即每個(gè)節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生一個(gè)0到 1的隨機(jī)數(shù)，然后運(yùn)個(gè)值與口限值T(n)比較，如果小于T(n)則該節(jié)點(diǎn)就成為簇首節(jié)點(diǎn)并將 該信息廣播給周圍節(jié)點(diǎn)。口限值T(n)由式1決定的。
觸
[0067] 其中：
k表示網(wǎng)絡(luò)中簇首節(jié)點(diǎn)數(shù)目，n表示節(jié)點(diǎn)總數(shù)，P表示簇首占節(jié)點(diǎn)總 數(shù)的比例；r表示當(dāng)前的輪數(shù)，G表示最近1/p輪沒有成為簇首的節(jié)點(diǎn)集合。
[0068] 考慮到變電站內(nèi)實(shí)際情況，設(shè)備往往在某幾個(gè)區(qū)域聚集，并非呈現(xiàn)隨機(jī)分布的形 式，因而簇首節(jié)點(diǎn)數(shù)目可W根據(jù)設(shè)備形成的區(qū)域數(shù)來進(jìn)行確定。
[0069] 簇首選舉不需要其它節(jié)點(diǎn)參與體現(xiàn)了其自組織的特點(diǎn)，對網(wǎng)絡(luò)的變化能動(dòng)態(tài)適 應(yīng)?？蒞看出決定一個(gè)節(jié)點(diǎn)能否成為簇首主要有兩方面因素：一是網(wǎng)絡(luò)中預(yù)先設(shè)定的簇首 節(jié)點(diǎn)所占的比例，二是該節(jié)點(diǎn)是否在W前成為過簇首。
[0070] 節(jié)點(diǎn)在成為簇首后采用非堅(jiān)持CSMA協(xié)議接入無線信道，并采用相同的發(fā)射功率 向全網(wǎng)節(jié)點(diǎn)廣播簇首聲明消息，該消息主要包括簇首節(jié)點(diǎn)編號、表示消息類型的頭部和其 它簇首信息。
[0071] 普通的成員節(jié)點(diǎn)在收到多個(gè)簇首廣播的聲明消息后，由接收到信號的強(qiáng)度大小判 斷距離簇首的遠(yuǎn)近，選擇一個(gè)距離較近的簇加入。在選擇簇首后通過非堅(jiān)持CSMA協(xié)議接入 信道，并向選定的簇首發(fā)送請求加入消息W加入簇，成為簇內(nèi)成員節(jié)點(diǎn)。請求加入消息包括 簇首節(jié)點(diǎn)編號和自身節(jié)點(diǎn)編號。 陽072]簇首為每個(gè)申請加入簇的成員節(jié)點(diǎn)分配一個(gè)工作時(shí)隙，通過非堅(jiān)持CSMA協(xié)議接 入信道，并將時(shí)隙信息W廣播的方式通知所有成員節(jié)點(diǎn)。
[0073]成員節(jié)點(diǎn)接收到時(shí)隙信息后開始工作，即成員節(jié)點(diǎn)獲得分配的時(shí)隙標(biāo)志著組網(wǎng)階 段的結(jié)束和穩(wěn)定工作階段的開始。
[0074]所述步驟二的穩(wěn)定工作階段主要包括簇內(nèi)信息傳輸和簇首信息轉(zhuǎn)發(fā)兩個(gè)階段。
[0075]簇內(nèi)信息傳輸：簇內(nèi)成員將采集到的信息在分配的時(shí)隙內(nèi)發(fā)送給本簇簇首。
[0076]簇首信息轉(zhuǎn)發(fā)：簇首在接收到成員節(jié)點(diǎn)的信息后進(jìn)行融合，經(jīng)處理后發(fā)送給基站。 當(dāng)所有的簇首都發(fā)送完信息后本輪周期結(jié)束，開始下一輪的組網(wǎng)和信息傳輸。
[0077]所述TDMA即時(shí)分多址是把時(shí)間分割成周期性的帖，每一個(gè)帖再分割成若干個(gè)時(shí) 隙發(fā)送信號