一、表决算法及其在无线抄表系统中的应用（论文文献综述）
史建超[1]（2021）在《面向电力物联网信息感知的电力线与无线通信融合关键技术研究》文中研究说明电力物联网技术对保障电网的正常运行具有重要作用,由于我国配用电网络拓扑结构复杂,配用电设备种类多且数量大、覆盖范围广,配用电设备安装场所电磁环境复杂,任何单一通信方式都难以胜任智能配用电网信息感知的需求。为了提高配用电网信息感知通信的可靠性,论文研究了电力线与无线通信融合关键技术,使两种通信方式优势互补,提高了配用电网数据传输的可靠性及通信覆盖率,并通过正交频分复用（Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM）资源分配方法优化资源配置,增强网络性能。本文的主要工作及研究成果如下:（1）提出一种基于深度学习的电力线信道传输特性识别方法,通过构建基准样本、训练识别模型、构建噪声样本、自编码去噪处理和去噪样本识别的过程,完成对电力线信道传输特性的识别,以便于后续深入研究计及OFDM资源分配的电力线与无线通信融合方法。（2）针对启发式算法易于陷入局部最优解的特点,提出迭代激励机制和迭代激励因子的概念,增强算法的全局搜索能力及收敛速度,仿真结果验证了迭代激励机制能增强启发式算法的寻优性能。结合迭代激励因子动态控制系统参数和Levy飞行双蚁群竞争择优,提出了改进蚁群服务质量参数感知路由算法。通过与其他算法的仿真对比,验证了所提算法收敛速度较快且不易陷入局部最优解,使通信节点快速寻找到最优通信路径。（3）以改进蚁群算法为基础,设计相应的通信协议、组网方法和路由重构策略,构成基于改进蚁群算法的电力线通信服务质量（Quality of Service,QoS）约束组网方法。采用直接路由重构方式与间接路由重构方式相结合的路由重构策略,对电力线通信网络进行动态维护以增强其稳定性和可靠性。仿真结果表明,该组网方法能针对不同的电力线通信服务类型选择相应的最优通信路径,保障数据的高效可靠传输。（4）提出一种低压电力线与微功率无线通信融合方法,通过在电力线与无线混合通信网络的介质访问控制层建立统一的通信协议、网络层实现最优通信路径组网、业务层基于误码率需求因子的子业务流分配,实现低压电力线通信与微功率无线通信的跨层融合。仿真结果表明,混合通信网络的性能优于其他对比网络。提出多跳中继电力线通信网络中的OFDM跨层资源分配算法和计及OFDM资源分配的电力线与无线通信融合方法。仿真结果表明,所提资源分配算法具有较高的系统吞吐量和较好的时延特性,所提通信融合方法能满足电力物联网感知层和网络层对通信接入的需求。（5）结合理论研究,提出基于PLC-LoRa（Long Range）的多模通信融合技术和基于低压PLC-中压PLC-4G/2G桥接中继多模通信融合技术。研制配用电网智能感知终端,并应用于企业能效及安全用电监控系统和农村偏远地区集中抄表的实际工程项目中,服务企业数千家,安装各类终端数万套。
原家豪[2]（2021）在《基于LoRa的智能抄表系统设计》文中研究指明随着物联网技术的飞速发展,城市的智能化建设也是势在必行,越来越多的无线通信技术被运用到智能化城市的建设中去。各种方式的智能抄表系统也是孕育而生,以电力线载波抄表为代表的有线抄表方式,虽然技术成熟、抄写快速准确,但是需要铺设线路,功耗也非常高,远距离传输也会降低稳定性。随着无线通信技术的发展,以Zig Bee技术为代表的无线抄表方式也为智能化城市的建设添砖加瓦,无线抄表方式无需铺设线路,易于维护,性能稳定,但是通信距离较短,远距离通信就需要大量的设备支撑,也会增加相应的成本。LoRa无线通信技术的出现,解决现阶段抄表系统无法同时满足远距离、低功耗的问题。本论文设计智能抄表系统采用了LoRa远程扩频调制无线传输技术,该系统的核心主要由终端采集节点、LoRa网关和远程管理中心组成。本系统的LoRa网关采用基于Linux系统的S3C2440为核心处理器,LoRa网关属于系统的中间桥梁,向下控制采集节点去采集智能表数据,然后通过4G通信技术上传至服务器端。终端采集节点采用低功耗的STM32F103芯片进行设计,主要负责采集智能表数据,通过控制LoRa无线通信技术的将数据上传至LoRa网关。LoRa无线通信模块采用SX1278芯片设计并组网,结合组网过程中出现数据传输不稳定的问题,选择使用智能水滴算法进行组网优化。智能水滴算法是一种分布式路由算法,在复杂的通信网络中,只需要较小的网络开销,并且重新设计了LoRa通信协议,可以有效的增强LoRa网络的稳定性和可靠性。远程服务器端是搭建在上位机的Linux操作系统中,通过移植搭建Tomcat服务器、My SQL数据库来存储智能表的数据,并且设计了网页管理系统,用户可以通过网页登录管理系统,并实时查看智能表当前能耗的详细信息。本系统搭建完成后,首先对系统的通信距离、节点的功耗以及算法的优化进行测试,然后测试整个系统的功能,测试结果达到了预期的效果,验证了智能抄表系统的可行性,实现了对智能表数据的远距离采集传输,具有时效性、可靠性及稳定性。
张楚渝[3]（2020）在《基于低压电力线载波通信的LED控制算法研究》文中指出随着科技的进步、社会的发展和国家农村城镇化的推进,人们对未来智慧城市的期待和要求越来越高。如何充分发掘和利用遍布全国各个角落的高中低压电力网络线路资源,进一步实现对占据城市20%左右电力资源的LED（light emitting diode）照明系统和各种户外室内大屏LED广告系统的数据传输、实时通信、监控管理和信息推送,已成为现阶段亟待解决的技术难题。在此背景下,本文根据应用场景的需求,在当前普遍应用的低电压电力通信典型设备模型中,进一步寻求更优化的信号调制解调算法和耦合方式,努力实现电力载波通信末端抗干扰能力的提升,进而为智慧城市交通路况实时监控系统和LED可见光无线通信系统的推广应用做准备。（1）本文在研究目前城市建设中在用的主流LED路灯控制系统的基础上,在实验室中搭建了简化过后的通用电力线载波控制的LED模型,并探索了通过改进传输算法来提高极限数据传输量和降低误码率的路径。在实验室中模拟LED路灯监控系统通过电力线载波对终端实施远程控制的过程,对改进后的算法进行了极限数据传输测试,与改进前的算法测试结果对比,优化算法后系统信道的误码率由14.8%降低至10.7%,信道可以承受的瞬时最大传输数据量由13638字节提升至18833字节。（2）本文研究了载波信号在电力线信道传输过程中的控制算法。通过详细推导信号在目前电力线载波通信中应用最为广泛的OFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）系统中的传输过程,并结合当前主流的载波芯片中采用的LS算法、MMSE算法、LMMSE算法和线性插值等子信道抗干扰算法,以电力线载波通信在国内广泛应用的智能电网系统末端信道为仿真模型,在使用MATLAB仿真综合比较各类信道估计算法性能的基础上,提出了在子载波中利用拉格朗日插值方法,结合LS导频信道估计算法优化系统整体抗干扰能力的方法。并在完整的OFDM通信系统仿真模型中与主流的线性插值结合LS信道估计算法进行仿真对比。通过调取数据计算得出,在不同信噪比下,本文提出的拉格朗日插值信道估计算法的误码率比起主流线性插值信道估计算法误码率降低了30%,可以看出拉格朗日插值对于整体信道估计算法优化明显。（3）为进一步验证优化改进后的拉格朗日插值信道估计算法在实际电网末端信道远程抄表这一场景中对载波通信抗干扰能力的提升情况,本文采取实验室模拟场景硬件测试和实地硬件测试两种实验方式,使用实际电网系统中评判远程抄表结果好坏的丢包率作为主要性能指标,用于检验加载优化后算法的载波芯片在各种实际应用和比较极限的噪声环境中的数据传输表现、性能指标和抗干扰能力;同时同步设计了使用原有算法载波芯片的设备组,使两组不同算法芯片的设备在同样的安装条件、同样的噪声环境、同样的传输信道、同样的时间节点下进行数据采集对比测试。测试结果表明,实验室环境下使用优化后算法的设备组总丢包次数仅为使用原载波芯片设备组的58%;实际应用环境下使用优化后算法的设备组的总丢包次数仅为使用原载波芯片设备组的77.34%。与MATLAB中仿真出来的对比结果也基本一致,表明本文提出的拉格朗日插值法优化后的算法对低压电力线缆上噪声尤其是突发脉冲噪声的抗干扰能力比起目前国内外主流的几种信道估计算法有较大提升。
邹敏[4]（2020）在《无线数传式三相电能表的设计与实现》文中提出高精度多功能的三相电能表一直都是我国电表行业的重要研究课题之一。近年来,随着智能化技术的不断发展升级,各行各业也对电能表的要求也越来越高,除了具备基本用电量的计量功能外,还具有多种费率计量、多次谐波分析、数据远传等智能化的功能;而精度更高、抗干扰性更强、成本及功耗更低,无疑是这个时代赋予电能表的全新要求。论文首先根据电表行业的发展现状、电参数计量的理论基础和电能表功能设计要求确定总体的设计方案。其次,围绕LPC1227主控芯片和RN8302计量芯片设计硬件电路,包括时钟电路、存储电路、采样和计量电路、人机交互电路、电源电路等,并结合EC20芯片给出4G模块的通讯设计。硬件电路的搭建遵从模块化原则,计量芯片具有多种电参数测量功能,有效地电能表存在的精度不高、功能不全、可靠性较差等问题。其中,通讯模块还针对当前抄表方式存在的传输速度慢、覆盖能力不足等问题,采用4G通讯技术以无线数据透传的方式实现远程抄表,将电表的测量参数通过4G网络传输到抄表管理平台,实现对电能表的实时监控。再次,基于Keil uvision4环境,用C/C++语言对三相电能表进行软件设计,包括主程序模块、硬件驱动模块、电能计量模块、谐波分析模块以及通讯模块等。最后,根据电能表设计的国家标准和行业标准搭建通讯和电能计量测试平台对整个系统就各大功能模块进行联合调试和测试。测试结果表明,在-20℃～60℃的工作温度下,各项功能均能正常工作,电压电流测量精度为0.2级,电能表运行功耗<3W,且EMC指标均符合电能表设计的国家标准和行业规范,满足设计需求。
王一搏[5]（2019）在《无线传感网的节点调度和路由技术研究》文中研究表明作为计算机和互联网研究领域的前沿技术之一,无线传感器网络技术已经逐渐深入到人类科技发展和社会生活的各个领域,并极有可能发展成为一个新兴的高科技市场。而节点调度和路由技术则是无线传感器网络研究的重要一环,通常决定着网络的通信效率和能耗效率等重要评价指标。为此,本论文分别针对无线多跳异质网络、无线带状网络和低数据量无线网络,提出和设计了面向节点差异化管理的DCAS算法、面向无线带状传感网的拓扑控制算法及其唤醒机制、基于信标帧同步和通信异步的MAC层节点调度方法及数据预测与重传机制。1)针对多跳异质的无线Mesh网络中各个节点对通信数据量、通信时延、通信能耗的差异化管理的需求,提出一种多跳异质网络下的节点调度算法,根据节点的位置信息、数据量和汇报频率等要求,为节点动态分配工作周期,在保证节点在满足自身通信需求的前提下,降低节点在信道侦听、收发管理帧等方面的能耗,同时支持网络中节点的动态路由选择机制,以期优化节点的在收发数据和管理帧上的能耗配比,同时延长网络的生存周期。2)针对无线带状网络中节点的分簇和簇头选择难以达到负载均衡和时延稳定等问题,提出一种拓扑控制算法及其唤醒机制,该机制以优化网络整体寿命、总数据速率和系统时延为目标,解决带状网络中常出现的连通性问题,通过设计分簇即簇头选举算法以达到负载均衡,提高系统的传输速率、降低消息的平均传输时延。所提出算法在拓扑结构上基于固定分簇,采用循环迁移调度和负载均衡机制,MAC层在保证低通信延时的前提下,改善侦听/睡眠比,减少空闲侦听、冲突重传发生概率,再通过控制簇内平均通信距离和簇头间距方差而进一步降低通信能耗,延长网络寿命,保证网络后期检测范围完整性。3)针对现有的基于同步机制的无线传感器网络协议应用于智能抄表场景时,会产生网络管理能耗较大等问题,设计一种自适应MAC层节点调度机制,采用信标同步与通信异步相结合的模式以降低网络管理能耗。仿真表明,新的MAC机制能够在保证通信时延的基础上延长网络寿命。
刘倩倩[6]（2017）在《无线抄表中的路由算法与通信协议的研究》文中进行了进一步梳理随着无线抄表技术的发展,推动了无线自组织网络在抄表中的应用发展。路由算法直接影响无线网络的相关性能,对无线网络至关重要,如路由算法的可靠性、吞吐量、丢包率、端到端时延等性能都是影响路由算法的关键指标。当下有很多种经典的路由算法,如动态源路由算法DSR（Dynamic Source Routing）、目标节点序列距离矢量协议DSDV（Destination Sequenced Distance Vctor）、按需路由算法AODV（Ad hoc On Demand Distance Vector）等,在无线自组织网中发挥重要作用。本文基于经典路由算法DSR的基础上给出了改进的方案。本文首先简单介绍无线抄表系统的构成与工作原理以及无线通信技术的发展,对进一步了解无线抄表中的路由算法奠定基础。本文主要研究无线抄表系统中的路由算法,然后基于经典的DSR路由算法进行改进。通过简单介绍DSR路由算法,了解DSR的工作原理,从路由建立与路由维护两方面进一步完成改进的DSR路由算法。本文详细介绍了基于改进的DSR路由算法DSRM算法,从路由建立与维护的过程,以及在路由算法中用到的消息格式,如RREQ,RREP等,完成对路由算法的深入认识,使得路由建立的时间缩短,丢包率降低,提高数据的可靠传输性能。论文给出了对DSRM路由算法基于NS2软件的仿真,对比分析DSR路由算法与DSRM路由算法的性能,并用XGRAPH软件绘图,直观的表现出二者的差别。
洪灿梅[7]（2016）在《电力无线抄表系统的遗传—蚁群混合路由算法研究》文中指出针对电力无线抄表系统的网络传输距离、障碍物对无线网络的影响等因素,逐步解决对于建设鲁棒、可靠、低成本的电力无线抄表系统来说至关重要。在电力无线抄表系统中用WSN技术作为用电信息采集的主要通信方式,是用来解决电力系统尤其是农网测量点多、地域分布广泛、地理位置复杂导致数据通信障碍难题的一种新型通信方式。通过对WSN路由算法的研究,可将用户用电数据及时准确上传到数据服务器,保障用户的可靠供电。基于以上研究背景,针对常用路由算法存在收敛速度慢、易陷入局部最优解等难题,提出了一种遗传-蚁群算法的混合路由方法使得无线网络性能能够提供更好的网络服务质量。文章研究内容如下：（1）通过对WSN及传统路由协议的研究,对比平面路由与分簇路由协议的优缺点,以降低能量消耗、提高无线网络性能为目标,采用分簇路由协议作为基础路由协议。（2）遗传算法与蚁群算法混合技术研究。重点研究遗传算法和蚁群算法,针对蚁群算法搜索时间过长、初始信息素缺乏、容易陷入局部最优出现停滞等现象,提出基于遗传-蚁群混合的WSN路由算法。在遗传算法部分进行交叉和变异的混合策略,求解出遗传算法较优解作为蚁群算法的初始信息素,在蚁群算法部分对其参数进行选择及提出分簇集群蚁群路由算法对路径进行优化,找到混合路由全局最优解。通过对遗传-蚁群混合路由算法进行测试,验证算法的可行性。（3）提高电力无线抄表系统的网络服务质量与性能。将混合路由算法应用于电力无线抄表系统中,采用分簇集群蚁群路由算法减少了簇头节点的能量消耗,在实现能量有效的前提下遗传-蚁群混合路由算法能够满足无线网络服务质量的需求。通过混合路由算法,避免出现网络拥塞现象,节约能量消耗,保证电力抄表系统的数据传输质量。最终通过MATLAB仿真得出预期的结果。
王进浩[8]（2014）在《基于uCOS-Ⅱ的无线居民抄表系统设计》文中认为随着城市化进程步伐的加快，以及无线通信技术的大幅度提高，集中抄表正在逐渐取代传统的手工抄表方式，新式的住宅小区以智能化为主打招牌，在抄表的智能化上也做足了工作，不断的引进新型的集中抄表系统。从有线抄表方案到无线抄表，集中抄表也在逐渐的更新。本文首先详细的描述现有的无线集中抄表系统的硬件结构和具体的工作过程，分析了其存在的一些问题，在此基础上做出了很大的改进，主要对集中器进行了重新的设计：以ARM芯片STM32F103ZET6为主控芯片，结合GPRS通信技术和无线Mesh自组网通信，使用FLASH外设存储；通过无线自组网模块（集中器部分）完成下位机终端抄表的过程，将数据传给主控芯片，处理之后经由GPRS模块传给上位机。文中对于具体的硬件电路进行了模块化的设计，包括微控制器电路、时钟电路、存储电路、通信接口电路、人机交互电路以及电源电路等的设计。基于嵌入式uCOS系统的ARM应用在此体现了其绝对的优势。文中也详细的分析了uCOS-Ⅱ系统的结构、任务工作原理、在STM32上的移植过程以及系统具体的任务划分和设计。上位机以LabVIEW为组态界面，画面清晰、美观，功能齐全。文中介绍了LabVIEW管理中心的设计，包括TCP/IP通信实现和数据库存储访问，实现了对用户电量数据的存储和查询，用户的增加和删除以及用电参数设定等功能。另外本文还对LZ77压缩算法进行了分析，通过改进和测试，找到一种适合于本系统的实际应用场合的改进型LZ77压缩算法。
杨金翠[9]（2013）在《物联网环境下的控制安全关键技术研究》文中提出物联网是当前在国际上非常受关注、涉及多个学科高度交叉的前沿热点研究领域,受到国内外学术界和工业界的高度重视,被认为是对21世纪产生巨大影响力的技术之一。目前,随着物联网技术的不断发展和成熟,人们逐渐将物联网与控制系统进行有效结合,使它们充分发挥各自的优势,并广泛应用于工业制造、航空航天、轨道交通、医疗卫生、军事、灾害应急响应等领域。物联网是一把双刃剑,它在给控制系统带来便利的同时,也带来了一些亟待解决的安全问题。长期以来,制造与生产企业的控制系统大部分是采用专用的、封闭的体系结构。然而,当控制系统与物联网相结合时,控制系统的体系结构就逐渐由封闭转向开放,工业以太网和实时以太网在控制回路中就会与远程互联,这就容易被黑客利用进行攻击。物联网环境下,传统的信息系统安全策略无法直接应用到工业控制系统中。因此,如何保护社会各行业基础设施和国家重要战略资源的安全,尽可能地减小和降低物联网在控制安全方面对国家和社会安全造成的隐患和风险,是物联网未来大规模应用前必须解决的核心问题之一。目前对物联网安全的研究大都关心两个要素：安全保护和隐私保护,其中安全保护是为了保护控制系统不被攻击,包括了传统安全问题考虑的一些属性,包括完整性、可用性、机密性等；隐私保护是为了保护用户信息不被攻击。但是当物联网在控制系统上做应用时,还需要考虑物联网的控制安全问题,即被控系统的安全问题。本文就从被控系统的安全问题角度出发,研究物联网环境下的控制安全关键技术。由于物联网环境下的控制安全是一个涉及面广泛而又复杂的课题,总有可能出现与所有已知模式不完全符合的新型安全缺陷。因此,要保护物联网免受各种可能类型（包括未知类型）的控制攻击是不切实际的,有效的防御措施是通过运用合理的安全性原则来避免物联网系统陷入容易被攻击的状况。所以,在研究具体的关键技术之前,本文首先提出了物联网环境下的控制安全应该遵循的基本原则,具体包括：综合防范原则、适度防范原则、异构冗余原则、适度分权原则、回路截断原则和最坏假定原则。要研究物联网环境下的控制安全关键技术,首先需要系统地、全面地分析物联网控制系统存在的安全问题,在有一个整体的认识之后,再对系统存在的每一种安全隐患研究相应的防御方法。从这个思想出发,本文首先研究了物联网环境下的通用控制系统安全模型,以该模型为基础,论文分别从来源安全、传输安全、算法安全及系统安全四个方面分别研究了一项物联网环境中的控制安全关键技术。论文的主要工作及创新点如下：（1）建立了物联网环境下的通用控制系统安全模型S-IoTC,为工业控制系统的安全研究提供了有力的理论基础支撑。论文通过分析面向工业控制的物联网的特点,提出了面向工业控制的物联网的标准体系结构。在标准体系结构的基础上,从被控系统的安全问题角度出发,通过分析物联网环境下控制系统面临的干扰因素,并经过形式化处理,提出了物联网环境下的通用控制系统模型IoTC及通用控制系统安全模型S-IoTC。论文详细论述了安全模型S-IoTC的组成部分以及典型的实现流程和算法。（2）提出了基于双向认证机制的数据来源安全防范方法,可以有效保障物联网控制环境下的数据来源安全。论文针对来源安全问题研究了物联网控制系统的双向认证机制,通过分析已有的基于询问-响应的RFID（Radio Frequency IDentification）认证协议应用于物联网控制系统这一特殊环境中的不足之处,提出了改进措施,并提出了一种适合物联网控制环境下,设备与设备或者设备与被控设备之间的双向认证机制。论文对该机制的认证过程进行了描述,给出了该机制的形式化定义和认证模型,对认证过程中的主要场景进行了数学描述。另外,论文还提出了在确保身份认证的基础上,进一步通过对位置信息认证和控制命令内容识别来保证系统安全的思想。并以震网病毒作为案例,利用本文的认证机制,给出了预防震网病毒的三种解决方案,验证了本文提出的认证机制的可用性。（3）提出了一种基于节点响应时间的带宽消耗攻击多等级检测预警模型,能够快速发现被攻击的节点,并能对物联网的数据传输态势进行有效预测。论文针对传输安全问题研究了应用于无线传感器网络带宽消耗攻击的多等级检测预警模型。首先依据节点响应时间在攻击发生前后的变化情况,提出了一种基于节点响应时间的带宽消耗攻击检测算法,用于检测受到带宽消耗攻击的节点。在检测算法的指导下,构建了针对带宽消耗攻击的监测分析预警模型,并在现有的实验环境下,对该模型进行了仿真实验。实验结果表明检测预警模型可以高效地侦测到带宽消耗攻击并及时发出告警信息。另外,论文还给出了针对不同等级的告警应该采取的应对措施,从而降低攻击造成的损失。（4）提出了一种面向物联网控制的高阶表决算法。论文针对算法安全研究了面向工业控制物联网的算法冗余设计方法,论述了算法级异构冗余的重要性。对常用的多数表决算法进行了改进,提出了一种改进的多数表决算法,并通过实验与标准多数表决算法、中值表决算法进行对比,证明了改进算法有更高的正确率与输出效率。文中还进一步提出了二次异构表决的高阶表决算法,可以进一步提高表决结果的正确率,为以后的容错仲裁模块设计提供了理论依据。论文将冗余设计应用在动车事故和法航飞机失事的解决方案中。（5）提出了基于仿真的复杂系统安全保障机制。论文针对系统安全研究了复杂系统的仿真与实时评估方法,提出了基于仿真的复杂系统安全保障机制。评估的流程主要包括实际系统和仿真系统的状态采集、对采集的状态信息进行实时评估、对评估结果的判定、同步仿真系统等。对于实时评估的过程,在原有成熟的度量方法的基础上进行改进,提出了相异系数的度量方法。对评估结果的判定过程设计了两种方法,一种是设定一个安全阈值,另一种是对评估的结果进行安全等级的判定。在仿真的过程中,为防止误差积累带来的安全问题,指出了同步仿真系统的重要性。综上所述,本文从物联网环境下控制安全问题出发,研究了物联网环境下控制安全的五个关键技术。论文创新点包括：建立了物联网环境下的通用控制系统安全模型S-IoTC;提出了基于双向认证机制的数据来源安全防范方法；提出了一种基于节点响应时间的带宽消耗攻击多等级检测预警模型；提出了一种面向物联网控制的高阶表决算法；提出了基于仿真的复杂系统安全保障机制。这些研究成果可以作为震网病毒、动车事故及法航飞机失事等几个重大事件的解决方案,说明本文提出的研究成果具有较好的实用性。本文的研究成果在科学研究和工程领域中具有重要的理论价值和实用价值。
刘述钢[10]（2011）在《微功率无线自动抄表系统设计新方法及其应用研究》文中进行了进一步梳理无线自动抄表系统已成为我国最具发展潜力的现代应用技术之一,其通信技术的设计方法研究业已成为智能抄表领域的热门前沿研究课题。无线自动抄表通信技术的研究主要存在三个核心问题：一是低成本问题,由于无线自动抄表系统涉及到千家万户,其本身的成本直接影响用户的接受程度；其次是低功耗问题,绝大部分用户侧表计是电池供电,网络通信技术和协议的设计都必须要以节能为前提；最后是自组网问题,为了保证表计用量数据和控制中心命令及时准确的传输,可靠性和自愈能力也是无线自动抄表网络的重要要求。本论文以一个层次化的无线自动抄表系统体系结构为研究对象,针对这三个核心问题对通信方法进行研究。（1）针对由集中器、采集器和表计三类通信节点组成的抄表体系结构和以无线通信方式完成用户指定抄表任务的网络特点,本文建立了无线自动抄表系统的网络通信模型,包括：物理层、MAC层、网络层和应用层。（2）为了摆脱对国外高价芯片的依赖以及降低节点的实现成本,微功率无线自动抄表网络的物理层主要关心数字调制解调信号处理的算法及实现方法,使之具有简单、低成本的特性。本文以降低信号处理算法的复杂度为着重点,研究简单易实现的调制解调算法,为设计低成本、低功耗的通信芯片提供理论依据。通过分析半正弦波成型的OQPSK调制机制,提出调制算法的简化方法,用来降低调制器的实现成本；为补偿噪声干扰引起的信道畸变影响,消除时间弥散效应产生的码间干扰,提出一种可变步长自适应LMS均衡技术来改善通讯的品质；根据数据辅助式LS算法准则,推导出一种适合多径干扰信道的频偏估计算法,通过查表的方式求得频偏的估算值；根据半正弦波成型的OQPSK信号码元之间的相位特性,提出一种具有一位码元纠错能力的差分解调方法；为了使基带处理器省电,提出帧检测方法来启动基带中其它部分信号处理功能块的工作。（3）MAC协议主要是调整各节点接入共享信道的时间,减小报文碰撞发生机率来降低功耗。本文借鉴IEEE802.15.4标准的载波侦听多路访问/冲突避免算法竞争信道使用权的思路,分析信道空闲评估失败所隐含的信息,提出一种能有效避免碰撞发生或降低碰撞发生概率的CSMA/CA改进机制,用来改善系统的吞吐量、能量消耗等性能。（4）网络层路由算法的主要任务是保证节点高效通信和维护节点数据传输路径的连通性。微功率无线自动抄表系统集中器与绝大多数节点之间往往无法直接通信,需要借助中间节点以多跳路由的方式将数据转发至集中器。如果中继转发节点的选择策略不当,易导致少数节点因使用过度和能量消耗过快而失效。针对降低节点能耗和均衡节点能耗的问题,本文提出能量均衡消耗的多层分簇路由算法,建立数学模型推导各层最优簇头数和簇内节点单/多跳通信的概率。根据最优簇头数目确定采集器数量,可以节约系统的实施成本。同时,采用单/多跳混合的通信方式把数据传送至簇头,提出以树状结构为基础的路由实现方法。该方法能有效分散节点的能量消耗,从而延长网络的生存周期。（5）针对点对点通信能力和系统的验证难度,本文分别给出一次通信成功率和自动组网能力两个方面的详细验证方法,并对结果进行了细致分析。同时,依托本文通信方法而研制的微功率自动抄表系统的现场应用效果验证了该抄表系统是稳定可靠的。针对微功率无线自动抄表网络特点,本文对物理层、MAC层及网络层的通信方法进行研究,致力解决微功率无线自动抄表系统的开发和产业化过程中的技术难题。项目研究成果完善和丰富了自动抄表理论体系,为设计开发微功率自动抄表系统提供了重要的理论依据和有效的实现途径。
二、表决算法及其在无线抄表系统中的应用（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、表决算法及其在无线抄表系统中的应用（论文提纲范文）
（1）面向电力物联网信息感知的电力线与无线通信融合关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究的背景及意义 |
| 1.1.1 电力物联网现状及存在的问题 |
| 1.1.2 课题研究的目的和意义 |
| 1.2 电力线通信技术的发展及现状 |
| 1.2.1 电力线通信技术的标准化发展及现状 |
| 1.2.2 电力线通信技术的应用发展及现状 |
| 1.2.3 电力线通信技术的理论研究现状 |
| 1.3 电力线通信路由及组网算法研究现状 |
| 1.3.1 PLC网络信道接入协议研究现状 |
| 1.3.2 PLC网络路由算法研究现状 |
| 1.4 电力线通信与无线通信融合技术研究现状 |
| 1.5 论文主要工作及组织结构 |
| 第2章 电力线与无线信道特性研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 电力线通信网络的拓扑结构 |
| 2.3 电力线信道衰减模型与噪声模型 |
| 2.3.1 电力线信道衰减模型 |
| 2.3.2 电力线信道噪声分类及模型 |
| 2.4 无线信道衰落特性 |
| 2.5 基于深度学习的电力线信道传输特性识别 |
| 2.5.1 方法的可行性分析及流程图 |
| 2.5.2 构建样本及模型识别训练 |
| 2.5.3 去噪自编码器网络搭建过程 |
| 2.5.4 去噪效果仿真 |
| 2.5.5 去噪样本识别结果 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 改进蚁群路由算法及电力线通信组网方法 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 蚁群算法基本原理及组网模型 |
| 3.2.1 蚁群算法基本原理 |
| 3.2.2 电力线通信路径的QoS参数 |
| 3.2.3 电力线通信组网的数学模型 |
| 3.3 基于迭代激励因子控制的Lévy飞行双蚁群算法 |
| 3.3.1 迭代激励机制原理 |
| 3.3.2 Lévy飞行随机过程 |
| 3.3.3 基于迭代激励因子的改进蚁群路由算法原理 |
| 3.3.4 I-LDAQ算法性能分析与参数选取 |
| 3.4 基于I-LDAQ算法的电力线通信组网方法 |
| 3.4.1 通信协议设计 |
| 3.4.2 自动组网步骤 |
| 3.4.3 基于I-LDAQ的组网方法仿真实验与分析 |
| 3.5 PLC网络路由重构及网络维护实现动态组网 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 面向信息感知的电力线与无线通信融合方法 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 低压电力线与微功率无线通信跨层融合方法 |
| 4.2.1 低压电力线与微功率无线混合通信网络拓扑结构 |
| 4.2.2 低压电力线与微功率无线通信跨层融合原理 |
| 4.2.3 CPW网络跨层融合实现过程 |
| 4.2.4 混合通信网络仿真实验和性能分析 |
| 4.3 多跳中继宽带电力线通信网络中的OFDM跨层资源分配 |
| 4.3.1 电力线通信网络OFDM跨层资源分配原理 |
| 4.3.2 多跳中继PLC网络的OFDM跨层资源分配过程 |
| 4.3.3 跨层资源分配算法仿真与分析 |
| 4.4 计及OFDM资源分配的电力线与无线通信融合方法 |
| 4.4.1 计及OFDM资源分配的混合通信网络工作模式 |
| 4.4.2 参数选取与仿真分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 基于电力线无线通信融合技术的配用电网智能感知终端及应用 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 配用电网智能感知终端总体方案 |
| 5.2.1 配用电网智能感知终端的功能 |
| 5.2.2 配用电网智能感知终端设计原则 |
| 5.3 配用电网多信息融合感知单元 |
| 5.3.1 ARM微处理器系统 |
| 5.3.2 电量采集单元 |
| 5.3.3 非电量采集单元 |
| 5.4 智能感知终端中的PLC-LoRA多模通信融合技术 |
| 5.4.1 PLC-LoRa多模通信融合技术原理 |
| 5.4.2 PLC-LoRa双通道通信的工作模式 |
| 5.5 智能感知终端的MVPLC-4G/2G桥接中继多模通信融合技术 |
| 5.5.1 MVPLC-4G/2G桥接中继多模通信融合技术原理 |
| 5.5.2 MVPLC-4G/2G桥接中继多模通信融合技术的通信协议与组网问题 |
| 5.6 配用电网智能感知终端的应用实践 |
| 5.6.1 在企业能效及安全用电监控系统现场信息感知中的应用实践 |
| 5.6.2 农村偏远地区集中抄表全覆盖中的应用实践 |
| 5.7 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 攻读博士学位期间参加的科研工作 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（2）基于LoRa的智能抄表系统设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状及分析 |
| 1.2.1 国外研究现状及分析 |
| 1.2.2 国内研究现状及分析 |
| 1.3 本文的主要研究内容 |
| 第2章 系统总体设计方案设计和优化 |
| 2.1 LoRa无线通信技术 |
| 2.1.1 LoRa概述分析 |
| 2.1.2 LoRa网络结构 |
| 2.1.3 LoRa数据包结构 |
| 2.1.4 LoRa与其他通信技术的对比 |
| 2.1.5 LoRa无线通信技术的特点 |
| 2.2 基于LoRa的智能抄表系统设计方案 |
| 2.2.1 智能抄表系统的需求分析 |
| 2.2.2 智能抄表系统的设计目标 |
| 2.2.3 智能抄表系统的系统架构 |
| 2.3 组网算法的研究 |
| 2.3.1 智能水滴算法 |
| 2.3.2 蚁群算法 |
| 2.3.3 算法参数选取 |
| 2.3.4 仿真结果与分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 智能抄表系统的整体硬件设计 |
| 3.1 系统总体硬件框架 |
| 3.2 终端采集节点硬件电路设计 |
| 3.2.1 终端采集节点电路设计 |
| 3.2.2 节点控制模块 |
| 3.2.3 供电电路设计 |
| 3.2.4 RS485通信电路设计 |
| 3.2.5 时钟电路和复位电路设计 |
| 3.3 LoRa网关电路设计 |
| 3.3.1 网关电路设计 |
| 3.3.2 供电电路设计 |
| 3.3.3 存储电路设计 |
| 3.3.4 SDRAM电路设计 |
| 3.3.5 4G通信模块电路设计 |
| 3.3.6 USB接口电路设计 |
| 3.3.7 RS232串口电路设计 |
| 3.4 LoRa模块电路设计 |
| 3.4.1 无线通信芯片选型 |
| 3.4.2 LoRa通信电路设计 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 系统软件设计 |
| 4.1 系统的通信组网设计 |
| 4.1.1 智能抄表系统组网设计 |
| 4.1.2 LoRa网络通信协议设计 |
| 4.2 智能抄表系统的软件设计 |
| 4.2.1 终端采集节点软件设计 |
| 4.2.2 网关软件设计 |
| 4.3 嵌入式Linux环境的搭建 |
| 4.3.1 U-Boot的移植 |
| 4.3.2 Linux内核配置和移植 |
| 4.3.3 根文件系统的制作 |
| 4.4 系统服务器的搭建 |
| 4.4.1 服务器的搭建 |
| 4.4.2 数据库设计与实现 |
| 4.4.3 Web页面设计 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 系统测试 |
| 5.1 通信距离测试 |
| 5.2 基于智能水滴算法的通信距离测试 |
| 5.3 节点功耗测试 |
| 5.4 系统功能测试 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表的学术论文及获奖情况 |
| 致谢 |
（3）基于低压电力线载波通信的LED控制算法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 选题背景 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 本论文完成的主要工作和章节安排 |
| 1.4 本章小结 |
| 第二章 基于电力线载波通信的LED控制系统中数据传输的研究 |
| 2.1 LED控制系统的设计背景 |
| 2.2 LED控制系统的设计原理 |
| 2.2.1 系统整体框架 |
| 2.2.2 终端控制模块 |
| 2.2.3 数据传输模块 |
| 2.3 传输算法改进 |
| 2.3.1 通信协议 |
| 2.3.2 传输算法优化 |
| 2.4 硬件模拟测试 |
| 2.4.1 测试系统搭建 |
| 2.4.2 测试结果分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 应用电力线载波通信的智能电网系统中末端信道噪声研究和算法改进 |
| 3.1 系统研究对象的选择 |
| 3.2 智能电网系统末端信道特性分析 |
| 3.2.1 末端信道阻抗特性分析 |
| 3.2.2 末端信道信号衰减特性分析 |
| 3.2.3 末端信道信号噪声特性分析 |
| 3.3 智能电网系统末端信道模型建立 |
| 3.3.1 常见载波传输系统 |
| 3.3.2 频分复用与正交的频分复用系统 |
| 3.4 OFDM系统的基本原理以及离散实现 |
| 3.4.1 OFDM系统的原理 |
| 3.4.2 OFDM系统的数字实现 |
| 3.5 OFDM系统模型结构 |
| 3.5.1 常见的信道编码形式 |
| 3.5.2 保护间隔与循环前缀 |
| 3.5.3 同步技术 |
| 3.6 常用的信道估计技术 |
| 3.6.1 信道估计概述 |
| 3.6.2 导频信道估计 |
| 3.7 基于拉格朗日插值的信道估计算法改良 |
| 3.7.1 主流导频信道估计算法仿真对比 |
| 3.7.2 基于拉格朗日插值法优化的子载波信道估计算法 |
| 3.8 本章小结 |
| 第四章 测试和结果分析 |
| 4.1 测试流程和系统搭建 |
| 4.1.1 系统网络结构 |
| 4.1.2 可视化系统控制软件 |
| 4.1.3 集中控制单元 |
| 4.1.4 末端用户单元 |
| 4.1.5 信号调制解调模块 |
| 4.2 模拟场景硬件测试 |
| 4.3 模拟场景硬件测试结果分析 |
| 4.4 实际应用场景硬件测试 |
| 4.5 实际应用场景硬件测试结果分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 总结与展望 |
| 总结 |
| 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士/硕士学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
| 附件 |
（4）无线数传式三相电能表的设计与实现（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 变量注释表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 选题背景与意义 |
| 1.2 电能表的发展与现状 |
| 1.3 论文的主要工作、关键技术和组织安排 |
| 2 电能表设计的总体方案论证 |
| 2.1 前言 |
| 2.2 系统方案的分析与确定 |
| 2.3 系统整体设计 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 系统硬件设计 |
| 3.1 前言 |
| 3.2 最小系统设计 |
| 3.3 采样和计量电路 |
| 3.4 通信电路 |
| 3.5 电源电路 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 系统软件设计 |
| 4.1 前言 |
| 4.2 最小系统程序设计 |
| 4.3 RN8302程序设计 |
| 4.4 通讯程序设计 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 系统测试与结果分析 |
| 5.1 前言 |
| 5.2 测试平台的搭建 |
| 5.3 测试与结果分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 主要工作总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（5）无线传感网的节点调度和路由技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 无线传感网节点调度和路由技术的关键问题分析和研究现状 |
| 1.2.1 拓扑控制算法和路由技术 |
| 1.2.2 分簇算法和节点能耗控制 |
| 1.2.3 节点的数据收发策略与时延控制 |
| 1.3 内容安排 |
| 第二章 面向节点差异化管理的周期分配调度算法 |
| 2.1 现有研究概述 |
| 2.2 超帧结构及网络模型 |
| 2.2.1 缩略语和关键术语定义 |
| 2.2.2 超帧结构 |
| 2.2.3 协议IEEE802.15.4中的节点调度方法 |
| 2.2.4 网络结构 |
| 2.3 超帧结构与网络调度实现规范的设计 |
| 2.3.1 新型超帧结构设计 |
| 2.3.2 协调器为各节点分配侦听/睡眠周期 |
| 2.3.3 侦听/睡眠周期初始化 |
| 2.3.4 节点的侦听/睡眠周期的实时调整及新节点加入 |
| 2.3.5 节点组合和GTS描述符 |
| 2.4 DCAS算法的设计及性能分析 |
| 2.4.1 算法设计及其调度机制 |
| 2.4.2 仿真结果及数据分析 |
| 2.5 小结 |
| 第三章 无线带状网络中的分簇算法及唤醒机制 |
| 3.1 无线带状网中的节点调度和分簇问题及研究现状 |
| 3.2 拓扑控制分簇算法及其唤醒机制 |
| 3.2.1 无线带状传感网的网络模型 |
| 3.2.2 簇头的选择及其对应的睡眠唤醒机制 |
| 3.2.3 周期性的更新方案 |
| 3.3 仿真场景配置及仿真结果分析 |
| 3.3.1 仿真场景及基本参数 |
| 3.3.2 网络寿命的定义及解释 |
| 3.3.3 能耗模型及系统分析 |
| 3.3.4 详细仿真参数和MAC层数据 |
| 3.3.5 负载均衡 |
| 3.3.6 仿真结果与性能分析 |
| 3.4 数据融合和热区现象等问题的影响因素 |
| 3.4.1 数据融合机制及数据融合率 |
| 3.4.2 网络性能与q值 |
| 3.4.3 数据类型与热区现象 |
| 3.5 小结 |
| 第四章 信标帧同步和通信异步相结合的节点调度方法 |
| 4.1 无线传感网在智能抄表场景中的应用及其MAC层实现的问题 |
| 4.2 网络模型及数据帧结构 |
| 4.2.1 网络模型 |
| 4.2.2 异步与同步传输机制 |
| 4.2.3 数据收发与确认机制 |
| 4.3 基于信标帧同步和通信异步的MAC层节点调度方法 |
| 4.4 仿真结果与性能分析 |
| 4.5 小结 |
| 第五章 总结及展望 |
| 5.1 工作总结 |
| 5.2 不足与展望 |
| 参考文献 |
| 附录: 缩略语列表 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间发表的学术论文目录 |
| 攻读学位期间申请的专利 |
（6）无线抄表中的路由算法与通信协议的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究的背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状及发展 |
| 1.2.1 国外研究现状及发展 |
| 1.2.2 国内研究现状及发展 |
| 1.3 项目研究内容和论文组织结构 |
| 第2章 无线抄表系统中的相关技术 |
| 2.1 无线抄表系统介绍 |
| 2.1.1 无线抄表系统的通信方式分析 |
| 2.1.2 无线抄表系统的工作原理 |
| 2.2 无线组网的路由算法 |
| 2.2.1 DSR路由算法 |
| 2.2.2 DSDV路由算法 |
| 2.2.3 LEACH路由算法 |
| 2.3 通信协议研究 |
| 2.3.1 DL/T645通信规约 |
| 2.3.2 376.2 通信协议 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 无线抄表系统中路由算法的设计 |
| 3.1 DSRM路由算法的设计 |
| 3.1.1 DSRM与DSR区别 |
| 3.1.2 DSRM路由建立过程 |
| 3.1.3 DSRM路由维护过程 |
| 3.2 DSRM路由算法性能指标 |
| 3.2.1 路由算法的性能指标 |
| 3.2.2 DSR和DSRM性能分析 |
| 3.3 DSRM路由算法应用实例 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 路由算法仿真实现 |
| 4.1 NS2仿真软件简介 |
| 4.1.1 NS2仿真软件的结构 |
| 4.1.2 NS2的仿真过程 |
| 4.2 路由算法程序设计 |
| 4.2.1 网络参数设计 |
| 4.2.2 DSRM路由算法程序设计 |
| 4.2.3 性能分析程序设计 |
| 4.3 仿真结果分析 |
| 4.3.1 基于不同簇头节点数目的仿真对比 |
| 4.3.2 基于不同数据包的数量的仿真对比 |
| 4.4 DSRM与DSR路由算法仿真对比 |
| 4.4.1 路由建立时间的对比 |
| 4.4.2 吞吐量性能对比 |
| 4.4.3 丢包率对比分析 |
| 4.4.4 端到端时延对比分析 |
| 4.5 通信协议的测试结果 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
（7）电力无线抄表系统的遗传—蚁群混合路由算法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 选题背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 电力无线抄表系统研究现状 |
| 1.2.2 电力抄表系统路由智能算法研究现状 |
| 1.3 论文的主要研究内容 |
| 第二章 WSN及路由协议研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 WSN概述及应用 |
| 2.3 WSN路由协议分析 |
| 2.3.1 分簇路由的拓扑结构 |
| 2.3.2 分簇路由协议经典算法 |
| 2.4 平面路由协议与分簇路由协议比较 |
| 2.5 WSN路由设计要求 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 遗传与蚁群混合路由算法分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 遗传蚁群算法混合的基本思想 |
| 3.3 适应度函数仿真与算法复杂度比较 |
| 3.4 遗传算法部分的设计 |
| 3.4.1 基本遗传算法 |
| 3.4.2 交叉操作 |
| 3.4.3 变异操作 |
| 3.5 蚁群算法部分的设计 |
| 3.5.1 基本蚁群算法 |
| 3.5.2 蚁群算法参数选择 |
| 3.6 蚁群路由算法的改进 |
| 3.6.1 Dijkstra算法 |
| 3.6.2 增强集群蚁群路由算法 |
| 3.7 遗传蚁群算法测试 |
| 3.8 本章小结 |
| 第四章 基于WSN电力抄表系统路由算法仿真分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 WSN电力抄表系统的结构 |
| 4.3 WSN混合路由算法的模型 |
| 4.4 算法的仿真和性能分析 |
| 4.4.1 无线路由评价指标 |
| 4.4.2 路由的创建 |
| 4.4.3 仿真结果及分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 工作总结与展望 |
| 5.1 工作总结 |
| 5.2 工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录A (攻读学位期间发表论文情况) |
（8）基于uCOS-Ⅱ的无线居民抄表系统设计（论文提纲范文）
| 论文审阅认定书 |
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 目录 |
| Contents |
| 图清单 |
| 表清单 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 无线抄表国内外研究现状 |
| 1.3 课题研究意义 |
| 1.4 论文主要内容 |
| 2 无线居民抄表系统技术基础 |
| 2.1 相关技术介绍 |
| 2.2 无线 Mesh 网技术 |
| 2.3 GPRS 技术 |
| 2.4 Mesh 和 GPRS 居民无线抄表 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 无线居民抄表系统的硬件模块设计 |
| 3.1 硬件主体结构 |
| 3.2 微控制器最小系统 |
| 3.3 外围电路设计 |
| 3.4 电源设计 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 无线居民抄表系统的软件设计 |
| 4.1 嵌入式系统 |
| 4.2 uCOS-Ⅱ 在 STM32 上的移植 |
| 4.3 配置程序 |
| 4.4 关键程序的设计 |
| 4.5 上位机 LabVIEW 界面设计 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 改进型 LZ77 型压缩算法的应用 |
| 5.1 LZ77 型压缩算法 |
| 5.2 改进算法方案 |
| 5.3 本章小结 |
| 6 系统测试与分析 |
| 6.1 硬件测试 |
| 6.2 软件测试 |
| 6.3 本章小结 |
| 7 总结和展望 |
| 参考文献 |
| 附录1 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（9）物联网环境下的控制安全关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 物联网概述 |
| 1.3 控制系统的发展 |
| 1.4 课题研究的意义 |
| 1.5 国内外现状 |
| 1.5.1 政策层面 |
| 1.5.2 技术层面 |
| 1.6 论文研究内容及创新点 |
| 1.7 本章小结 |
| 第二章 物联网控制安全基本原则 |
| 2.1 综合防范原则 |
| 2.2 适度防范原则 |
| 2.3 异构冗余原则 |
| 2.4 适度分权原则 |
| 2.5 回路截断原则 |
| 2.6 最坏假定原则 |
| 2.7 小结 |
| 第三章 物联网环境下的通用控制系统安全模型研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 相关研究 |
| 3.2.1 物联网的体系结构 |
| 3.2.2 物联网在控制系统中的应用 |
| 3.3 面向工业控制的物联网系统标准体系结构 |
| 3.4 物联网环境下的通用控制系统模型IoTC |
| 3.5 物联网环境下的通用控制系统安全模型S-IoTC |
| 3.5.1 S-IoTC的组成部分 |
| 3.5.2 S-IoTC安全性分析 |
| 3.5.3 S-IoTC流程 |
| 3.5.4 S-IoTC算法 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 物联网控制系统的双向认证机制研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 相关研究 |
| 4.3 增强型双向认证机制 |
| 4.3.1 改进措施 |
| 4.3.2 认证过程 |
| 4.3.3 形式化定义 |
| 4.3.4 认证模型 |
| 4.3.5 认证模型扩展 |
| 4.4 认证过程模拟 |
| 4.4.1 模拟数据设置 |
| 4.4.2 模拟过程 |
| 4.5 认证模型安全性分析 |
| 4.6 认证模型应用 |
| 4.7 本章小结 |
| 第五章 针对带宽消耗攻击的多等级检测预警模型研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 相关研究 |
| 5.3 针对带宽消耗攻击的多等级检测预警需求分析及模型框架 |
| 5.4 基于响应时间的带宽消耗攻击检测算法 |
| 5.4.1 统计平均每跳响应时间 |
| 5.4.2 构建节点转发层次矩阵 |
| 5.4.3 检测异常节点 |
| 5.4.4 受恶意攻击节点处理 |
| 5.5 针对带宽消耗攻击的多等级预警模型 |
| 5.5.1 预警概述 |
| 5.5.2 预警机制 |
| 5.5.3 多等级预警模型 |
| 5.5.4 应对措施 |
| 5.6 仿真实验 |
| 5.6.1 实验环境设置 |
| 5.6.2 检测算法性能分析 |
| 5.7 本章小结 |
| 第六章 面向工控物联网的算法冗余设计方法研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 相关研究 |
| 6.3 算法冗余设计 |
| 6.3.1 冗余设计需要考虑的因素 |
| 6.3.2 冗余算法的选择 |
| 6.4 一种改进的多数表决算法 |
| 6.4.1 算法描述 |
| 6.4.2 测试实验 |
| 6.5 高阶表决算法 |
| 6.5.1 算法描述 |
| 6.5.2 测试实验 |
| 6.6 冗余设计的应用 |
| 6.6.1 动车事故案例 |
| 6.6.2 法航飞机失事案例 |
| 6.7 本章小结 |
| 第七章 复杂系统仿真与实时评估方法研究 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 相关研究 |
| 7.2.1 仿真技术 |
| 7.2.2 向量相似度的度量方法 |
| 7.3 复杂系统仿真与实时评估流程 |
| 7.3.1 状态采集 |
| 7.3.2 实时评估 |
| 7.3.3 评估结果判定 |
| 7.3.4 同步仿真系统 |
| 7.4 仿真与实时评估方案应用 |
| 7.4.1 震网病毒案例 |
| 7.4.2 飞机失事案例 |
| 7.5 本章小结 |
| 第八章 总结与展望 |
| 8.1 总结 |
| 8.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间完成的论文和成果 |
| 攻读博士学位期间参与的项目 |
（10）微功率无线自动抄表系统设计新方法及其应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 插图索引 |
| 附表索引 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 自动抄表技术概述 |
| 1.2 自动抄表系统中的通信技术 |
| 1.3 微功率无线自动抄表的技术优势 |
| 1.4 微功率无线自动抄表系统的研究现状与发展趋势 |
| 1.5 论文的研究背景及意义 |
| 1.6 项目研究内容及论文组织结构 |
| 1.6.1 项目研究内容 |
| 1.6.3 论文组织结构 |
| 第2章 微功率无线自动抄表系统的总体设计 |
| 2.1 总体设计的主要内容 |
| 2.2 微功率无线自动抄表系统的设计思想 |
| 2.2.1 系统特点 |
| 2.2.2 设计原则 |
| 2.2.3 体系结构 |
| 2.2.4 工作原理 |
| 2.2.5 通信方式选择 |
| 2.3 微功率无线自动抄表系统的网络结构 |
| 2.3.1 物理层 |
| 2.3.2 MAC层 |
| 2.3.3 网络层 |
| 2.3.4 应用层 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 物理层的调制解调信号处理方法设计 |
| 3.1 物理层研究的主要内容 |
| 3.2 全数字调制方法设计 |
| 3.2.1 数字调制的基本流程 |
| 3.2.2 数字调制算法分析 |
| 3.2.3 数字调制方法简化 |
| 3.2.4 结果分析 |
| 3.3 全数字解调方法设计 |
| 3.3.1 数字解调的基本流程 |
| 3.3.2 基于截断误差和截断数据的可变步长自适应均衡算法 |
| 3.3.3 基于LS准则的频偏估计算法改进及补偿方法 |
| 3.3.4 具有纠错功能的差分解调方法 |
| 3.3.5 基于瞬时标定功率的自适应帧检测方法 |
| 3.4 全数字调制解调信号处理的性能仿真与分析 |
| 3.5 全调制解调信号处理方法的FPGA验证 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 MAC层的CSMA/CA算法改进设计 |
| 4.1 MAC层研究的主要内容 |
| 4.2 基于竞争的典型MAC协议 |
| 4.2.1 IEEE 802.11 MAC协议 |
| 4.2.2 S-MAC协议和T-MAC协议 |
| 4.2.3 Sift MAC协议 |
| 4.3 CSMA/CA原理 |
| 4.3.1 超帧结构 |
| 4.3.2 CSMA/CA算法 |
| 4.4 基于信道空闲评估的CSMA/CA算法改进 |
| 4.4.1 改进的方法 |
| 4.4.2 改进的数学模型 |
| 4.5 仿真结果与性能分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 网络层的多层分簇路由方法设计 |
| 5.1 网络层研究的主要内容 |
| 5.2 典型分簇路由协议 |
| 5.2.1 LEACH协议 |
| 5.2.2 PEGASIS和Hierachical-PEGASIS协议 |
| 5.2.3 TEEN和APTEEN协议 |
| 5.2.4 DCHS协议 |
| 5.3 能量均衡的多层分簇路由算法 |
| 5.3.1 系统模型的假设 |
| 5.3.2 簇头的选举策略 |
| 5.3.3 最优簇数分析 |
| 5.3.4 簇内单/多跳混合通信算法 |
| 5.3.5 仿真与性能分析 |
| 5.4 能量均衡消耗的多层分簇路由设计 |
| 5.4.1 簇的建立与固定 |
| 5.4.2 路由树的建立 |
| 5.4.3 数据的传输 |
| 5.4.4 路由的维护 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 微功率无线自动抄表系统的应用 |
| 6.1 应用研究的主要内容 |
| 6.2 通信节点设计 |
| 6.2.1 节点的结构 |
| 6.2.2 节点的硬件方案 |
| 6.3 点对点通信能力验证 |
| 6.4 系统的自组网能力验证 |
| 6.5 系统的现场应用 |
| 6.6 本章小结 |
| 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录A 攻读博士学位期间发表的学术论文 |
| 附录B 攻读博士学位期间的科研及专利情况 |
四、表决算法及其在无线抄表系统中的应用（论文参考文献）
- [1]面向电力物联网信息感知的电力线与无线通信融合关键技术研究[D]. 史建超. 华北电力大学(北京), 2021
- [2]基于LoRa的智能抄表系统设计[D]. 原家豪. 哈尔滨理工大学, 2021(09)
- [3]基于低压电力线载波通信的LED控制算法研究[D]. 张楚渝. 华南理工大学, 2020(05)
- [4]无线数传式三相电能表的设计与实现[D]. 邹敏. 山东科技大学, 2020(06)
- [5]无线传感网的节点调度和路由技术研究[D]. 王一搏. 北京邮电大学, 2019(05)
- [6]无线抄表中的路由算法与通信协议的研究[D]. 刘倩倩. 华北电力大学, 2017(03)
- [7]电力无线抄表系统的遗传—蚁群混合路由算法研究[D]. 洪灿梅. 昆明理工大学, 2016(02)
- [8]基于uCOS-Ⅱ的无线居民抄表系统设计[D]. 王进浩. 中国矿业大学, 2014(02)
- [9]物联网环境下的控制安全关键技术研究[D]. 杨金翠. 北京邮电大学, 2013(01)
- [10]微功率无线自动抄表系统设计新方法及其应用研究[D]. 刘述钢. 湖南大学, 2011(05)