《工業無線感測器網路協同睡眠調度的關鍵問題研究》是依託廣東石油化工學院，由舒磊擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：工業無線感測器網路協同睡眠調度的關鍵問題研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：舒磊
- 依託單位：廣東石油化工學院
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
工業無線感測器網路（IWSNs）是實現“智慧工廠”的核心模組。目前IWSNs在複雜工業環境中還未能充分發揮作用，其根本原因在於缺乏有效的方法：消除複雜工業環境中的信號干擾來保證網路的全連通性和數據的可靠傳輸，管理感測器網路的能量來延長網路工作時間。本項目採用機率論和數理統計等工具，研究複雜工業環境中的傳輸信道模型，提出保證網路全連通性的節點布置密度下限；基於圖論研究IWSNs中特有的網路布置模型，提出確定網路中連線節點群間的關鍵節點；並基於最佳化論研究IWSNs中的節能機制，提出保證關鍵節點的生命時間和面向最佳化數據實時可靠傳輸的協同睡眠調度策略。本項目的研究內容立足於廣東省茂名市茂名乙烯大型石化工廠的實際套用：大型旋轉機械的故障診斷、大型石化管道監控、有毒氣體的監測和泄漏源點定位等。本項目的研究成果具有重要的理論意義並將為複雜工業環境中套用的無線感測器網路提供重要的理論依據和相關的核心算法。
結題摘要
本項目的研究內容立足於廣東省茂名市茂名乙烯大型石化工廠的實際套用：大型旋轉機械的故障診斷、大型石化管道監控、有毒氣體的監測和泄漏源點定位等。在這些實際的“智慧工廠”套用中，工業無線感測器網路（IWSNs）是其中的核心模組。目前IWSNs在複雜工業環境中還未能充分發揮作用，其根本原因在於缺乏有效的方法：消除複雜工業環境中的信號干擾來保證網路的全連通性和數據的可靠傳輸，管理感測器網路的能量來延長網路工作時間。項目組在國家自然青年科學基金項目（項目號：61401107）的支持下，在過去的3年時間裡，項目組共投入各類層次研究人員15人，從多個方面和角度去考慮和設計了新的工業感測器網路睡眠調度算法，主要包括：（1）新興的軟體定義網路的框架非常適合工業感測器網路，（2）工業感測器網路的組網多以分組的形式存在，（3）工業感測器網路應對突發性事件的相應要求，（4）工業感測器網路基於外界能量採集和無線充電方式的能量補充，並在4個主要方面形成了研究成果：（1）具有時變特性的網路傳輸信道及連通性的建模與分析、（2）確定為保證網路連通而無法獲得睡眠機會的關鍵節點的算法、（3）解決關鍵節點快速死亡和網路孤島隔離問題的協同睡眠調度策略、（4）兼顧網路生命時間和數據實時傳輸最佳化的協同睡眠調度策略。項目組共發表了30篇論文，其中SCI期刊論文14篇，國際會議論文16篇，申請了國家技術發明專利16項，參加了7次國際會議，並按照計畫進行了2次國際學術交流訪問。本項目的研究成果具有重要的理論意義並將為複雜工業環境中套用的無線感測器網路提供重要的理論依據和相關的核心算法。與此同時，項目組也研發了“石化廠區有毒氣體線上監測系統”、“ 人員安全預警監測系統”、“ 群智感知噪聲地圖系統”和“機械故障診斷系統”等系統。這些系統很好的為本項目提供了套用場景。
