寒旱区野外观测仪器跨域组网关键技术及应用研究

基本信息
批准号:61862038
项目类别:地区科学基金项目
资助金额:36.00
负责人:火久元
学科分类:
依托单位:兰州交通大学
批准年份:2018
结题年份:2022
起止时间:2019-01-01 - 2022-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:杨景玉,王松,杜宝军,郭荣昌,翁健,王帏韬,胡卓娅,任智男
关键词:
观测仪器组网人工蜂群算法多目标优化跨域网络体系架构网络协议
结项摘要

Given the problems of field monitoring data acquisition and the insufficient equipment networking research in the cold and arid regions, this study is to construct a complete, standard, unified, configurable, common cross-domain equipment networking system architecture of the cold and arid regions, and establish a set of networking key technologies and protocols such as the energy-efficient balanced monitoring equipment cluster networking routing protocol to achieve a cross-domains equipment network; to study the multi-objective optimization problems exists in the key technologies of equipment networking research such as network routing protocols, network coverage control and initial network deployment, and to solve these problems by using the research achievements of the multi-objective artificial bee colony (MOABC) algorithm, so as to improve the robustness and extend the life of the equipment network; combine simulation and practice tests will be taken to verify and test these key technologies, algorithms mechanism and methods; a distinctive region that has the characteristics of alpine and arid will be chosed as the test area to build a demonstration application of multi-disciplinary, cross-domains network for observation equipments networking. This study could enhance automation and real-time level of field observation data in the cold and arid regions, and could provide the preliminary technical reserves for the constrution of the cross-domins, interdisciplinary virtual joint synchronization observing systems in the cold and arid Regions for the future. Thus, this study has the academic significance and practical value.

针对寒旱区野外监测数据获取和联网研究不足的问题,结合已部署观测系统的现实状况,拟研究建立寒旱区野外监测仪器跨域组网的完整的、标准的、统一的网络体系架构,构建能量高效均衡的仪器组网网络分簇路由协议等关键技术和协议族,实现野外监测仪器跨域组网网络;利用多目标人工蜂群算法研究成果研究解决在仪器组网网络关键技术如网络路由协议、网络覆盖控制、网络初始部署中存在的多目标优化问题,从而提高仪器组网网络的鲁棒性和延长网络寿命;采取模拟仿真和实践测试相结合的方式验证检验观测仪器跨域组网的关键技术、算法机理和方法;选取具备鲜明的高寒与干旱区伴生为主要特征的试验区域,构建一个多学科、跨地域的观测仪器跨域组网网络的应用示范。该研究可全面提升寒旱区野外观测数据的自动化水平和实时性,为未来构建寒旱区跨学科、跨区域的虚拟同步联合观测系统做好前期技术储备,从理论研究和应用研究方面都具有重要意义和价值。

项目摘要

针对寒旱区野外监测数据获取和联网研究不足的问题,结合已部署观测系统的实际状况,本项目研究构建了能量高效均衡的仪器组网网络分簇路由协议、非均匀分簇路由协议、基于Voronoi图的虚拟力节点部署算法等关键技术和协议族,实现野外监测仪器跨域组网网络;利用多目标优化算法研究成果研究解决在仪器组网网络关键技术如网络路由协议、网络覆盖控制、网络初始部署中存在的多目标优化问题,提出了基于熵权TOPSIS算法的多目标决策成簇路由算法以及基于多目标优化方法的野外观测仪器区域自治路由协议,从而有效均衡网络能耗,延长网络生命周期,提高仪器组网网络的鲁棒性;采取模拟仿真和实践测试相结合的方式,选取具备鲜明的高寒与干旱区伴生为主要特征的试验区域,验证检验观测仪器组网的关键技术、算法机理和方法。.基于该项目构建出的关键技术和协议应用于野外观测仪器设备组网,显著地提高了寒旱区野外观测数据的自动化水平和实时性,为未来构建寒旱区跨学科、跨区域的虚拟同步联合观测系统做好前期技术储备,从理论研究和应用研究方面都具有重要意义和价值。该方法框架还可被应用能源、风电、光电等行业中野外设备联网监测研究中,具有一定的应用价值。.该项目已发表和录用论文13篇,获得发明专利1项和实用新型专利1项,获得计算机软件著作权4项,培养了5名硕士研究生。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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