分布式网络技术

分布式网络技术（精选十篇）

分布式网络技术 篇1

而蓝牙分布式网络是继传统蓝牙点对点传输的深度技术更新,替代传统蓝牙,其组网方式可以使蓝牙传输距离进一步扩大,蓝牙分布式网络技术成拓扑结构,主设备单元(Master)负责提供时钟同步信号和跳频序列,从设备单元(Slave)一般是受控同步的设备单元,受主设备单元控制。该蓝牙分布式网络技术以其独特的组网方式赋予桥节点强大的生命力,同时支持多个移动蓝牙设备连接,可以灵活建网,实现多跳性,无需基站支持,可实现独立分组、转发和决策。

以东芝低功耗蓝牙分布式网络技术为例,该技术为东芝原创技术,能够支持自动组网、无线连接,可以满足目前物联网对灵活组网的需求,此外,东芝蓝牙分布式网络技术支持蓝牙核心规范4.2版本,兼容众多设备,能够实现多链接技术,同时支持主从设备的多连接或并发连接,一个节点对6个设备可见,即支持两个主设备和四个从设备之间的多连接,可使用极小型设备轻松创建网络。图1作为东芝蓝牙分布式网络拓扑实例图,灯泡可作为蓝牙节点,而控制设备可以通过手机APP进一步控制灯泡变化。

在该解决方案中,东芝分布式网络技术采用了东芝的低功耗蓝牙Smart芯片TC35667系列以及TC35675系列产品(如表1所示),以上系列芯片可以用于可穿戴设备、智能家居、健康医疗等。作为分布式网络中的节点,东芝分布式网络实现了超低功耗,其峰值电流为5.9m A(Tx-4d Bm)和5.7m A(Rx),深度睡眠模式电流仅为0.1μA,在目前的同类产品中具有强劲的竞争力。

目前东芝分布式网络技术已经被多个物联网应用所采纳,其中LED应用是典型的应用案例。图2中,LED的显示颜色可以由平板APP或者手机APP进行控制,二级主设备也可以像主控制器(平板)一样,控制任何灯的颜色。

分布式网络技术 篇2

根据相应的规定得知，在分布式发电技术并入智能电网技术的过程当中，首先需要了解分布式发电技术的分布状况以及负荷增长的程度，之后以此为依据对分布式发电技术在智能电网技术当中的接入位置、接入容量进行适当调整。调整中需要依照相应的标准来开展工作，标准可以依照IEEEP1574内容来进行选择，本文对IEEEP1574进行了解之后确认，其标准适用于所有低于10MVA的分布式电源入网。

3.2分布式发电技术并入智能电网控制方法

分布式发电技术并入智能电网之后会发生一系列的问题，针对问题的特性进行分析可见，其大多数问题都存在难以控制的特性，因此为了保障分布式发电技术在智能电网当中的合理运作，需要采用相应的控制方法。本文主要介绍了电力电子技术、功率管理系统两种控制方法，具体如下文所述：(1)电力电子技术。在电力电子技术领域中，一种即插即用的技术受到了广大用户的青睐，本文通过前人研究了解到，此项技术能够对分布式发电技术与智能电网并行进行有效控制，控制侧重点在于协调性控制、能量控制。应用当中，首先采用电力电子耦合技术构建并行电路，此电路有两个显著的功能特点：①支持接口快速转换;②限制短路电流。其次，在电力电子耦合并行电路当中，可以始终保持短路电流低于额定电流200%，以此维持电路的稳定性。此外，虽然此项技术的性能良好，但同样存在一个“致命”的缺陷，即当电力故障发生之后无法恢复系统的电压与频率，不利于配电运作。(2)功率管理系统。此管理系统主要是针对上述电力电子耦合并行电路缺陷而设定的，其中包含了许多控制模块，可以针对电力电子耦合并行电路中的无功、有功电力潮流进行控制，因此可以作为电力电子耦合并行电路的终端处理系统。通过实际应用发现，功率管理系统具备3种不同的控制模式，即电压下垂特性调整、电压调整策略制定、电力潮流因子校正，因此该管理系统的灵活性也相对较高，可以避免电压下垂特性出现偏离、电力总线合理电压维持、校正电力潮流因子实现母线无功补偿。此外，因为功率管理系统本身不具备通信功能，所以也存在一定的弊端，对此本文建议电力单位采用相应的优化方法来进行改善，例如智能电网高级故障管理系统。智能电网高级故障管理系统能够在电力发生故障时，通过通信功能使分布式供电应用转化为孤岛模式，避免了故障的扩散。

4结语

本文主要分析了分布式发电技术与智能电网技术的协同发展，分析首先对分布式发电技术进行了概述，了解了此项技术的应用面以及应用优势，之后针对分布式发电技术并入智能电网技术后产生的问题进行分析，了解了此两项技术并入的难度，最终提出了两者协同发展的方法，主要包括标准设定、控制方法两个部分。

参考文献

[1]陈丽丽.智能电网大数据处理技术现状与挑战[J].科技资讯，，15(9)：56.

网络和分布式计算 篇3

关键词:分布式计算;中间件技术;P2P技术

中图分类号:TP393文献标识码:A文章编号:1007-9599 (2010) 04-0000-02

Net&Distributed Computing

Cui Lisheng

(Computer Application&Technology College,Information Engineering College, Chengdu 610059,China)

Abstract:Distributed computing research focuses on distributed operating systems and distributed computing environments two aspects. But with the rapid development of Internet technology,the research focus on distributed computing to distributed operating system from the traditional model center switch to a network-centric utility computing platform distributed technology, and achieved considerable success.

Keywords:Distributed computing,Middleware technology,P2P technology

一、分布式计算技术的工作原理

要想实现分布式计算,首先就要满足三方面的条件:

(一)计算机之间需要能彼此通信

(二)需要有实施的规则(例如,决定谁第一个通过,第二个做什么,如果某事件失败会发生什么情况等)

(三)计算机之间需要能够彼此寻找

只有满足了这三点,分布式计算才有可能实现。

二、分布式计算技术

(一)中间件技术

中间件是基础软件,是分布式系统中介于应用层和网络层的一个功能层次,它能够屏蔽操作系统(或网络协议)的差异,实现分布式异构系统之间的互操作。分布式应用软件借助这种软件在不同的技术之间共享资源。中间件位于客户机服务器的操作系统之上,管理计算资源和网络通信。它扩展了C/S结构,形成了一个包括客户端、中间件和服务器的多层结构。基于中间件的分布式计算技术以中间件为桥梁,通过把数据转移到计算之处的计算方式,把网络系统的所有组件集成为一个连贯的可操作的异构系统,从而达到网络“透明”的目的。

(二)网格技术

网格计算是通过Internet把分散在各处的硬件、软件、信息资源连结成为一个巨大的整体,从而使得人们能够利用地理上分散于各处的资源,完成各种大规模的、复杂的计算和数据处理的任务。网格计算无疑是分布式计算技术通向计算时代的一个非常重要的里程碑.网格的体系结构是有效进行网格计算的重要基础,到目前为止比较重要的网格体系结构有两个:

1.是以Globus项目为代表的五层沙漏结构,它是一个以协议为中心的框架。

2.是与Web服务相融合的开放网格服务结构OGSA(Open Grid Services Architecture),它与Web服务一样都是以服务为中心。但是,所有的网格系统都有这样一个基本的、公共的体系结构:

(1)网格资源层:它是构成网格系统的硬件基础。包括Internet各种计算资源,这些计算资源通过网络设备连接起来。

(2)网格中间件层:它是一系列工具和协议软件。其功能是屏蔽资源层中计算资源的分布、异构特性,向网格应用层提供透明、一致的使用接口。

(3)网格应用层:它是用户需求的具体体现。在网格操作系统的支持下,提供系统能接受的语言、Web服务接口、二次开发环境和工具,并可配置支持工程应用、数据库访问的软件等。

(三)移动Agent技术

目前还没有一个关于移动Agent的确切定义,我们一般认为移动Agent是一类能在自己控制之下从一台计算机移动到另一台计算机的自治程序,它们能为分布式应用提供方便的、高效的执行框架。移动Agent是一类特殊的软件Agent,可以看成是软件Agent技术与分布式计算技术相结合的产物,它除了具有软件Agent的基本特性——自治性、响应性、主动性和推理性外,还具有移动性。即它可以在网络上从一台主机自主地移动到另一台主机,代表用户完成指定的任务。由于移动Agent可以在异构的软、硬件网络环境中自由移动,因此这种新的计算模式能有效地降低分布式计算中的网络负载、提高通信效率、动态适应变化的网络环境,并具有很好的安全性和容错能力。但目前,所有的移动Agent系统还都很不成熟,存在着各种各样的缺陷。所以,我们可以把目前的众多Agent系统看成是实验室系统,它们离真正实用的产品还有很大的距离。

(四)P2P技术

P2P系统由若干互联协作的计算机构成,是Internet上实施分布式计算的新模式。它把C/S与B/S系统中的角色一体化,引导网络计算模式从集中式向分布式偏移,也就是说网络应用的核心从中央服务器向网络边缘的终端设备扩散,通过服务器与服务器、服务器与PC机、PC机与PC机、PC机与WAP手机等两者之间的直接交换而达成计算机资源与信息共享.此外一个P2P系统至少应具有如下特征之一:

1.系统依存于边缘化(非中央式服务器)设备的主动协作,每个成员直接从其他成员而不是从服务器的参与中受益。

2.系统中成员同时扮演服务器与客户端的角色。

3.系统应用的用户能够意识到彼此的存在,构成一个虚拟或实际的群体。P2P技术已发展为一种重要的分布式计算技术,典型代表就是Napster。

(五)Web Service技术

Web Service技术是对Web进行扩展,为相互间连接的软件提供服务。Web Service技术是一种分布式应用程序,它可以通过编程并使用标准的Internet协议,像HTTP和XML,将功能展示在互联网和网内部。Web Service结合了以组件为基础的开发模式以及Web的出色性能,一方面,Web Service和组件一样,具有黑匣子的功能,可以在不关心功能如何实现的情况下重用;同时,与传统的组件技术不同,Web Service可以把不同平台开发的不同类型的功能块集成在一起,提供相互之间的互操作。我们也可以认为Web Service技术是以Internet为载体,通过将紧密连接的、高效的n层技术与面向消息、松散联接的Web概念相结合来实现的。Web服务是一种构建在简单对象访问协议(SOAP)之上的分布式应用程序,其实质是由XML通过HTTP协议来调度的远过程调用实现Web服务的体系结构。

参考文献:

[1]Middleware white paper.International Systems Group.Inc,1997,2

[2]都志辉,陈渝,刘鹏.网格计算[M].北京:清华大学出版社,2002

[3]Foster I,Kesselman C,Nick J,et al.Grid Services for Distributed System Integration[J].Computer,2002,35,6:37-46

[4]Tbai T,Lam H Q..NET框架精髓[M].王敏之.北京:电力出版社,2001

[5]胡道元.计算机网络(高级)[M].北京:清华大学出版社,1999

分布式网络技术 篇4

1 高铁网络覆盖所需要解决问题

1.1 高铁网络覆盖的硬性需求

虽然经济的发展人们对出行的需求量成几何数字增长,在不断提高铁路运行速度的同时,高铁技术得到了推广和应用,近些年我国的进行了大规模的铁路提速以及高铁建设,从原有的几千公里历程达到近万公里的历程,这个数字还在不断的增长。未来我国的高速铁路建设还将呈现出快速增长的模式,而随着旅客数量的增加,网络服务的质量要求也随之提高,各种通信业务需求不断被提出,而网络覆盖的问题就成为帮助高铁提高服务质量的重要技术措施,所以良好的网络覆盖不仅仅是对通信公司的要求,也是高铁发展的需求。

1.2 覆盖中技术难题

高铁车辆运行的速度快,且车体材料特殊,运行的路线长,地域跨度大,因此网络覆盖对于高铁而言是一个较为特殊的场景,其和以往的铁路以及区域覆盖技术都不尽相同。具体难题如下:

1.2.1 成本高但是收益不明显

高铁跨越的区域较大,因此要实现对其进行网络覆盖投资成本较大,但是相对的收益回收成果却不是十分明显,因此在网络覆盖方案选择中必须考虑性价比的因素。而现实因素是,高铁的运行车速较快,通常在300公里左右,且运行中可以实现双向对开,所以在一定的距离内要满足对开列车的覆盖就需要更多的基站来完成,如果要控制基站的数量就必须提高单个基站的设备覆盖能力,但是矛盾是列车运行的范围较大历程较长,所以多个基站在工作中实际分配的工作量并不多,所以基站数量较多是高铁覆盖网络中的一个重要特征。同时考虑到高铁自身的车体因素,运行因素,基站数量必须满足基础数量,所以相对而言就提高了覆盖成本,而且经济效益不高。所以在网络构建中通常会考虑利用现有资源进行共享和拓展,以此控制成本,同时尽量多的采用公共网络覆盖。

1.2.2 多普勒效应的影响

首先,高铁运行的速度高,因此相对的信号衰弱也就快,其变化与运行的速度有较大的关系,同时工作频率也会有所影响。如2.1GHz的频率而言,如果列车的运行速度为300公路,其衰减的速度将达到近千赫兹,而变化幅度也较大。如果运行速度超过一定的速度时,移动通信的快速功率将出现失效的情况,列车靠近或者远离基站的时候,还会受到各种干扰的影响,因此会降低有效的覆盖。其次。多普勒频移效果也是一个重要的影响因素,以WCDMA为例,接收机在检波时选择相干解调,解调的过程中载波和接收的信号相位相同,多普勒频移则会对接收机的调制解调性能产生影响,从而导致信号质量的下降。目前可以采用提高设计指标以及覆盖电平等技术措施加以克服,也可采用正对性的补偿措施来减弱多普勒频移的影响。第三,区域性改变频发引发切换和重选问题。高铁运行速度较快,而基站覆盖的区域有限,如果按照两公里的覆盖范围计算,其在几十秒内就出现了区域切换,从而导致区域重选。如果一个简单的电话为六十秒,期间就会出现至少两次的区域切换和重置。而切换和重置往往会导致信号的起伏改变,从而降低功率覆盖效果、当然利用扩大基站覆盖范围的方式可以降低切换频率,也可增加覆盖区域的重合面积等方式进行克服,以此提高覆盖区域切换的问题。

最后就是高铁车体对信号的消耗较大。因为高铁车辆是相对密闭的,所以其信号穿透的效果相对较差,测量显示车内和车外的信号差甚至可以高达1000倍,所以车辆运行中车内的信号就很难保证理想。当然现在的技术措施是扩大基站的覆盖范围,使其持续发出强信号对高铁车辆进行覆盖。也可采用车载直放站的方式来增加信号强度。通过车辆向内部的信号接收装置来提高信号覆盖,但是技术措施还不够成熟。

2 基于分布式基站覆盖方案的技术分析

分布式的基站覆盖方式从本质上看就是利用分布式基站网络,采用BBU和RRU技术来改善网络覆盖效果,利用多个RRU小区技术、自动频率校正等技术措施来实现对高铁移动网络的覆盖。是一种综合形式的技术方案。对高铁沿线而言实现的是一种专用网络覆盖。

基本原理就是多个不同位置的基站RRU设备配置一致的频率组。通过BBU控制实现多点同步发射与接收。理论逻辑是不同的RRU隶属于一个小区。即通过公用小区的技术来扩大单个基站的覆盖面积,减少在高速运行中的多区域切换问题,节约网络建设的成本,提高服务质量。具体看就是将多个物理小区进行逻辑划分。即多个映射可以完成对一个逻辑小区的覆盖,而多个RRU被一个BBU统一管理,构成一个可控的逻辑区域。而多个BBU小区则可以构成高铁沿线的多层次的覆盖区域。两个逻辑小区的边缘由BBU完成切换。保证两个相邻的BBU逻辑区域之间的信号连贯性。这样就可在高铁运行的过程中实现多个相对固定的网络切换。在技术上操作相对简单,且模式固定也可保证准确,最大限度的降低了覆盖边缘的切换不连贯的问题。也可降低乒乓效应的干扰。

当然在实际的运行和建设中仍需要结合实际解决一些关键问题,其中主要的问题包括以下几个:

2.1 载频增加问题

在网络配置中,其区域的大小多数是按照BSC作为划分的基础,各个地区和城市内的高铁覆盖都已经形成一个相对完善的模式,即独立BSC负责对区域进行管理。列车通过LAC的边界时,手机需要对多个指令进行频繁的交换。此时就会出现大量的关于手机位置的信息在系统中被保留和传递,而数量众多的信息会造成网络的堵塞,影响服务区域的正常业务。所以位置寻呼和通话容量之间存在一定的矛盾,所以在设置中应考虑区域构建时通信通道的余量。在载频配置的时候应尽量高于高铁沿线所配置的基本载频,从而保证在通信量增加时不会出现拥堵的情况。

2.2 隧道小区切换

隧道是高铁运行中不可避免的,而隧道内外的信号切换也是解决网络覆盖问题的重点。以往的技术措施在隧道进出时会出现信号覆盖的缺失。手机在切换时发生失败。所以在基站建设中应将隧道区域与隧道附近的区域进行整合使之可以在同一个服务区域内,以此改善隧道通话质量差的问题。

2.3 专网建设

高铁可以说是特殊的运输模式,因此在为高铁服务的过程中网络覆盖应有针对性,普通的网络服务已经不能满足对高铁用户的服务模式,所以应尽量利用专用网络进行服务,避免公共网络对高铁网络资源的占用和干扰,这样可以最大限度的提高对高铁用户的服务效率,也为后续的技术改进提供一个空间。

2.4 功分器的选择和应用

功分器在应用中解决的是切换以及塔下黑的情况,设计和选择的思路就是在覆盖的同时减少小区切换和重选的频率,扩大独立的小区覆盖的范围,即涵盖的距离。目前因为BBU的技术性能的限制,每个BBU在附带RRU的时候数量往往是固定的,为了减少区域切换的频率,引入功分器系统就显得十分必要的,即在RRU的后端安装功分器将信号分别传送到覆盖两侧铁路的高增益天线。在RRU一定数量下,通过加入功分器可以增加高增益天线的数量来扩大小区的覆盖距离。

3 结束语

高铁是我国经济发展的必然产物,随着高铁产业的发展也好带动与之相关的技术产业升级,通讯技术升级与改进也是其中的重要一环。综合利用分布式基站的思路对网络覆盖进行技术提升是十分有效的技术措施。但是在建设过程中应注意细节问题的改进和适应性提高,这样才能让技术措施成为真正可行且有效的服务技术。

摘要：列车在高速运行中通信网络也会受到速度的影响而出现服务质量下降的问题,针对这一问题,高铁移动网络覆盖技术就必须进行改进,下面就从分布式基站覆盖技术入手进行分析。

关键词：高铁通讯,需求分析,克服问题,网络设置

参考文献

[1]杨璇,周海峰.建设GSM专网解决高铁用户话音感知的探讨[J].电信工程技术与标准化,2014(04):15-16.

[2]张磊,王锃.分布式基站BBU集中部署建设方案研究[J].通讯世界,2014(03):25-26.

[3]李兴龙.高铁场景3G网络优化技术研究[J].互联网天地,2013(05):31-32.

[4]李兴龙,史文祥,李巍.高铁WCDMA网络问题分析及优化技术研究[J].邮电设计技术,2013(01):20-21.

[5]宋钢,张亮.大秦线分布式基站提升特殊区段GSM-R无线网络质量的研究[J].中国铁路,2013(11):12-13.

[6]倪世昆.京广高铁GSM-R网络优化[J].郑铁科技,2013(03):56-57.

[7]李中友.GSM高铁覆盖规划[J].科技信息,2013(05):5-6.

分布式太阳能技术（最终版） 篇5

第一档（月）：180度以下，收费标准在0.56元/度

推荐安装1KW-2KW发电设备，投资1—2万元左右，全部自用成本回收年限7年左右，全部出售给电网公司成本回收年限（按卖电0.43元/度算）8年左右。

综述：成本回收年限在7—8年左右

第二档（月）：180度—260度，收费标准在0.61元/度

推荐安装2KW-3KW发电设备，投资2—3万元左右，全部自用成本回收年限6.7年左右，全部出售给电网公司成本回收年限（按卖电0.43元/度算）8年左右

综述：成本回收年限在6.7—8年左右

第三档（月）：260度以上，收费标准在0.86元/度

推荐安装3KW以上发电设备，投资3万元以上，全部自用成本回收年限在5.5年左右，全部出售给电网公司成本回收年限（按卖电0.43元/度算）8年左右

综述：成本回收年限在5.5—8年左右

投资家用太阳能发电不仅在一定程度上摆脱对传统电力的依赖，还是一份高回报无风险的对未来收益拥有充分保障的投资，更是您对全球碳减排做出的一份努力。江阴中望光伏科技有限公司，专业提供太阳能发电一站式服务，质量有保障，如果您有相关需求，请拨打我们的联系电话：400-600-5338。

家用、屋顶按阶梯电价算（算上国家0.42元补贴，若地方暂无补贴）：

第一档（月）：180度以下，收费标准在0.56元/度

推荐安装1KW-2KW发电设备，投资1—2万元左右，全部自用成本回收年限7年左右，全部出售给电网公司成本回收年限（按卖电0.43元/度算）8年左右。

综述：成本回收年限在7—8年左右

第二档（月）：180度—260度，收费标准在0.61元/度

推荐安装2KW-3KW发电设备，投资2—3万元左右，全部自用成本回收年限6.7年左右，全部出售给电网公司成本回收年限（按卖电0.43元/度算）8年左右

综述：成本回收年限在6.7—8年左右

第三档（月）：260度以上，收费标准在0.86元/度

推荐安装3KW以上发电设备，投资3万元以上，全部自用成本回收年限在5.5年左右，全部出售给电网公司成本回收年限（按卖电0.43元/度算）8年左右

综述：成本回收年限在5.5—8年左右

投资家用太阳能发电不仅在一定程度上摆脱对传统电力的依赖，还是一份高回报无风险的对未来收益拥有充分保障的投资，更是您对全球碳减排做出的一份努力。江阴中望光伏科技有限公司，专业提供太阳能发电一站式服务，质量有保障，如果您有相关需求，请拨打我们的联系电话：400-600-5338。

家庭屋顶怎样安装光伏发电系统？

发布者：gaoming发布时间：2016-08-17 10:39:54浏览：100

近年来，太阳能光伏发电这一绿色能源走进了人们的视野，我们看到一些山上排布整齐、大气的蓝色光伏组房以及一些居民区屋顶上也会发现光伏发电系统。光伏发电开始走进了我们的生活中，有不少朋友很好奇，太阳不能也安装一套呢?不要着急，下面PVtrade光伏交易网来给您介绍一下屋顶到底怎么安装太阳能光伏发电系统

1、安装光伏发电系统的屋顶类型要求

一般情况下分为水平屋顶和斜屋顶，水平屋顶即屋顶是平面的，主要以水泥屋顶为主。斜屋顶包括彩钢斜屋的话，南方一般以角度大的斜屋顶资源为主;中部地区兼有，而东北地区则大部分是陶瓦屋顶资源。

日常用电单位为千瓦时，安装太阳能光伏发电系统通常以功率单位千瓦来计算。安装设备位置主要以向阳面光伏发电系统大小，详细参考如下表：

2、光伏发电设备安装条件

这些数据是怎么计算的呢?由于水泥屋顶放置光伏组件时，需将组件倾斜一定角度，用以保证光照尽可能垂光伏支架将组件固定，为避免前后排组件间遮挡，要空余一定间隔。间隔大小根据地区有所差异，一般每千瓦光平米左右。斜屋顶可直接敷设于屋顶上，因此可忽略间隔，而斜屋顶每千瓦组件需屋顶面积在10-15平米左右。

在安装光伏系统时，首先要保证在避免破坏屋顶的情况下安装。

对于水泥平屋顶来说，对于使用防水层的屋顶，比如覆盖沥青等。要尽量避免在屋顶打孔，可采用放置水泥基础下面垫橡胶垫以保护防水层，并防止水泥基础的滑动。

对于斜屋顶而言，瓦式屋顶需将瓦片掀起，将陶瓦挂钩固定在房梁上或水泥层上。因此部分地区建造房屋顶致陶瓦挂钩附着力下降，因此要寻找更合理的方式安装;彩钢屋顶可根据彩钢类型进行夹具式或打孔式安装，打

3、光伏发电系统发电量

对一般家庭来说，安装一套3-5kW光伏发电系统即可满足日常用电所需。例如河北地区一套3千瓦系统平以供给户用个体使用。

由于地区不同，下面以3千瓦光伏发电系统为例，光伏交易网为您整理了各地区3千瓦系统每日发电量汇总

若您不属于以上城市，可根据就近原则作为参考，由于安装角度不同、光照情况的变化以及设备的差异，可若想要系统达到较高的性价比，需要更合理的优化匹配才行。

四、安装光伏发电系统价格

大多数人最关心问题大多集中在价格方面。根据现在光伏市场上光伏发电系统平均价格计算，一套3千瓦的而安装环境难度及光伏产品品牌和质量等也会影响价格的高低。

光伏发电已经成为很多朋友关注的热点，那么光伏发电系统到底是什么样子?我们自家屋顶想要安装需要知道哪些东西呢?

首先我们应该了解大致流程是什么，下面笔者为大家介绍一下如何安装一套家用光伏系统。

一、根据屋顶情况计算装机容量

一般情况下，我们估算自家屋顶能够装多大光伏系统，可根据下面公式进行计算：

水泥平屋顶：装机量=80瓦/平米×屋顶面积;

彩钢或瓦屋顶：装机量=100瓦/平米×屋顶面积;下面是笔者为大家测算的装机量可供参考：

二、光伏系统发电量

对一般家庭来说，安装一套3到5kW的光伏发电系统即可满足日常用电所需。例如河北地区一套3千瓦系统平均每天可发电12度电左右;5千瓦系统一天发电量平均在20多度，天气较好的时候可达到30度以上，足以供给户用个体使用。由于地区不同，温度和光照条件不同，所有发电量会有所差异。

三、了解当地光伏补贴政策

想要安装光伏发电系统，了解补贴政策必不可少，这关乎到我们能够获得多少收益!光伏补贴分为国家补贴和地方补贴，国家补贴为0.42元/度电，共补贴20年，地方补贴因各地政策不同而有所差异，今后笔者会将汇总的地方补贴政策陆续分享给大家。

一般家用系统的光伏补贴主要和我们的上网模式有关，分为两种情况：

1.自发自用，余电上网模式：即光伏所发的电量优先为用户的家用电器等设备使用，用不完的电量卖给国家电网。当然，所发电量不够用时，家用设备用电还需要从电网取电。

补贴金额为：自用电量×(国家补贴×补贴年限+地方补贴×补贴年限)

其中：国家补贴0.42元/度，补贴20年;各地方补贴政策不同，详细情况可加笔者微信进行咨询。

2.全额上网模式：所发电量全部卖给国家电网。

补贴金额为：发电量×(国家补贴×补贴年限+地方补贴×补贴年限)

其中：国家补贴0.88元/度-0.98元/度，补贴20年;各地补贴政策不同。

按照河北(冀南地区)补贴条件计算，假如一天发电25度，按照全额上网测算：

日收益为：22度×(国家补贴0.98元/度+地方补贴0.2元/度)=25.96元

年收益为：25.96元×365天=9475.4元

按照全额上网模式计算，我们一年的收益可以达到9475.4元左右。大家可以根据两种收益进行测算比较，选择收益较高的上网模式。(算法不清楚的也可咨询笔者哦!)

四、系统成本报价

看完了每年能得到的补贴，有人会问，我们建这一套系统需要多少钱呢?下面笔者为您呈上设备价格单，以供参考：

注：产品价格根据品牌、采购量、时间等有所差异，以上价格仅供参考。

由上表可知，一套5千瓦的光伏系统基本在8.5元/瓦的价格，一套系统做下来要在4万多元左右。不同的厂家产品价格会有所差异，但是笔者需要提醒大家不要贪图一时便宜，买到不合格的产品哦!辛辛苦苦安装好的光伏系统，若是没几年就不发电了，咱们岂不是要赔惨了?

五、并网申请流程

知道了安装系统的相关知识，我们还需要到电网公司进行并网申请，保证安装好后能够与电网相连，才能拿到补贴和售电收益!

第一步：带上身份证，房产证(土地使用证)，到当地电力局，规模不同受理单位是不一样的，家用系统到区县电力局就可以办理。

第二步：制订接入系统方案，这一步是电网公司完成的，不需要你做，静等消息吧，当然，有些地方电网公司会让你等得比较久。

第三步：确认接入系统方案，这一步主要就是确认是全额上网还是余电上网，一般来说，业主用电电价比较高且用电量较大的适合自发自用模式，否则直接选全额上网即可。

第四步：出具接网意见书，就是原则上同意接入电网了。

第五步：找一个有资质的施工单位吧，参考以上的表格价格去谈价吧，太低的价格可是做不出来好的系统的，最好是选择正规可靠的厂家，不要贪图一时的便宜，安装的系统质量无法保证，售后找不到人可就悲剧了哦!

六、建光伏电站

现在开始建电站了，首先施工方会来看场地，并出初步的图纸，一般有平面图，效果图，工程预算等，现在一般选用255W-260W组件，系统示意图见如下。

电气连接示意图

组件安装示意图

有经验的工程队大约只需要二个工作日即可完成施工，这个过程是非常快速的，然后，你家的屋顶上就多了一个漂亮的光伏电站啦!

七、并网验收

分布式网络技术 篇6

关键词：分布式光伏发电；关键技术；发展前景

中图分类号：TM615 文献标识码：A 文章编号：1674-7712 （2014） 04-0000-01

随着能源短缺与能源需求的矛盾日益突出，能源价格会不断升高，严重阻碍了社会发展的步伐，寻找可再生能源，走可持续发展道路迫在眉睫。太阳能作为一种最常见的可再生能源，不仅分布广，无污染，而且可再生，被国际上认为是最好的化石能源替代品[1]。

太阳能光伏产业作为可再生能源产业，引起了各国政府的重视和大力支持。很多国家正积极研究光伏发电技术，并出台分布式光伏发电的财政补贴等政策，以促进光伏产业的快速发展，来应对能源短缺现象[2]。

光伏发电技术是一项优化未来能源构成的高新发电技术，分布式光伏电站的快速发展将加速远程监控系统的开发和推进相关技术的市场需求。随着计算机网络技术和通信技术的快速发展，远程监控系统将成为一种重要的手段。

一、分布式光伏电站简介

分布式光伏发电特指采用光伏组件，将太阳能直接转换为电能的分布式发电系统。是指在用户现场或靠近用电现场配置较小的光伏发电供电系统，支持现存配电网的经济运行，或者同时满足这两个方面的要求。

二、分布式光伏发电特点

分布式光伏发电是一种新型的、具有广阔发展前景的发电和能源综合利用方式，它倡导就近发电，就近使用，就近转换，就近并网的原则，以满足特定用户的需求，可以有效提高同等规模光伏电站的发电量，还可以降低电力在升压及长途运输中的损耗。具有以下特点：

一是输出功率相对较小，一般而言，一个分布式光伏发电项目的容量控制在数千瓦以内但小型光伏系统相比大型的投资收益率并不会降低；

二是污染相对很小，没有噪声，也不会对空气和水产生污染，环保效益突出；

三是可以在一定程度上改善当地的用电状况，但是分布式光伏发电的能量密度相对较低，并不能从根本上解决用电紧张问题，而且具有间歇性；

此外，还有安全可靠性高，抗灾能力强，非常适合于远离大电网的边远农村、牧区、山区供电，不需要远距离输送电力，成本低、效率高[3]。

三、分布式光伏电站监控体系结构

分布式光伏发电系统的基本设备包括光伏电池阵列、光伏方阵支架、直流汇流箱、直流配电柜、并网逆变器、交流配电柜等设备，另外还有供电系统监控装置和环境监测装置。其运行模式是在有太阳辐射的条件下，分布式光伏发电系统的太阳能电池阵列组件将太阳能转换输出的电能，经过直流汇流箱集中送入直流配电柜，由并网逆变器逆变成交流电供给建筑自身负载，多余或不足的电力通过联接电网来调节。

四、分布式光伏电站监控系统技术

分布式光伏发电倡导尽可能就地消纳，通过配电网接入电力系统，配电自动化系统需要对光伏发电进行监控和管理，以保证电网的安全可靠运行。分布式光伏发电一般在农村、牧区、山区，发展中的大、中、小城市或商业区附近建造，通常建在工业厂房、公共建筑以及居民屋顶上。这给分布式光伏电站的监控和管理都带来了挑战，我们可以通过远程监控来解决这一难题。

（一）通讯技术。分布式光伏发电系统的通信方式有多种类型。主要取决于城市中心、市区、郊区、农电等不同的地理位置。通信介质也分多种，包括：光纤、电力线载波、无线等方式。光纤通信具有容量大、传输距离远、抗电磁干扰、无辐射等特点，是市区配电网自动化首选的一种通信方式。随着光纤通信技术的不断普及和发展，其性价比也比较适中。无线方式通信实施比较方便，而且布置灵活，但容易受干扰。电力线载波通信方式比较适合农电及远距离线路，价格也相对便宜。

（二）监测系统的构成。由数据采集系统、数据传输系统、数据中心组成。数据采集系统应至少包括环境监测设备，电参数监测设备等。

1.数据采集。数据采集是指从传感器和其它待测设备等被测单元中采集需要的数据，送到上位机中进行分析、处理的行为。电压传感器用于采集光伏阵列的输出电压、蓄电池电压、逆变器输入电压、直流负载的输入电压。电流传感器用于采集光伏阵列的输出电流、蓄电池电流、逆变器输入电流、直流负载的输入电流。智能传感器用于采集逆变器的输出电压、电流、功率、功率因数。温度传感器和调理板用于采集室外、光伏组件和蓄电池的温度。辐照仪用于测量水平面的太阳总辐照度和光伏阵列表面的辐照度。

2.数据传输系统。电站数据监测系统中监测装置与数据采集装置之间、数据采集装置与数据中心之间的数据传输。根据分布式光伏电站、电力部门的不同情况选择相应的通讯方式进行数据传输，并确保数据传输的方便和安全。

3.数据中心。通过实现统一的数据定义与命名规范，集中多个光伏电站数据的环境。软件部分是整个监测系统的核心，从传感器采集得到的信息量将全部送至该部分进行数据处理和显示。提供了强大的图形界面，显示画面生动，一目了然。

五、我国分布式光伏电站发展现状与前景

中国光伏产业的发展曾过度依赖国外市场，尤其是欧洲市场，受欧债危机、欧盟及美国“双反”等事件的影响，国外市场持续低迷，中国光伏产业的持续发展也因此呼吁国内光伏市场的快速启动。

目前分布式光伏发电已被广泛应用在家庭供电、道路照明、景观照明、交通监控、大型广告牌、发电站，市场规模逐步扩大，呈现出广阔的市场前景。2012年12月19日，国务院召开常务会议提出要着力推进分布式光伏发电，鼓励单位、社区和家庭安装和使用分布式光伏发电系统。在《关于申报分布式光伏发电规模化应用示范区的通知》文件中，将在每个省建设500MW分布式光伏的规模化应用示范区[4]，这是国内启动的至今最大的光伏项目，这些政策极大鼓舞了国内分布式光伏产业的发展，我国分布式光伏产业迎来了重大的挑战和机遇。

参考文献：

[1]陈晨，陈明明.太阳能光伏发电现状分析及发展方向[J].动力与电气工程，2013.

[2]王斯珍.我国已成为全球主要太阳能电池生产国[J].四川水利发电.2008（124）：14-15.

[3]王斯成.分布式光伏发电政策现状及发展趋势[J].太阳能，2013.

分布式网络技术 篇7

传统的网络管理界面是网络管理命令驱动的远程登陆屏幕, 必须由专业网管工作人员操作。使用和维护网络管理系统需要专门培训的技术人员, 随着网络规模增大, 网管功能复杂化, 使传统网管界面的友好程度愈来愈差了。为了减轻网管复杂性, 降低网管费用, 急需研究和开发一种跨平台的, 方便使用的新的网管模式。基于Web的网络管理模式 (WBM, webbasedmanagement) 可以实现这个目标。这种新的网络管理模式融合了Web功能和网络技术, 他允许网络管理人员通过与w一同样的形式去监测、管理网络系统, 可以使用Web浏览器在网络任何节点上方便迅速的配置, 控制及访问网络和它的各个部分, 这种新的网络

管理模式的魅力在于它是交叉平台, 可以很好的解决很多由于多平台结构产生的互操作问题, 这能提供比传统网管界面更直接, 更易于使用的图形界面 (浏览器操作和Web页面对用户来讲是非常熟悉的) , 从而降低了对网络管理操作和维护人员的特殊要求。基于Web的网络管理模式是网络管理的一次革命, 它将使用户管理网络的方法得以彻底改变, 从而为实现“自己管理网络”和“网络管理自动化”迈出关键的一步。

2 基于Web的分布式网络管理的实现策略

WBM有两种基本的实现策略:

1) 基于平台的WBM应用实现

网络平台是指一个包含网络管理进程软件和基于网络管理应用的主管系统, 网络平台就是满足最低管理需要的主管系统, 有了网络平台, 管理人员就可以经由网管平台的管理者与被管系统中的代理通信。这种方案将一个Web服务器与网管工作站相结合, 如图1所示。

其中, 网管平台通过SNMP (简单网络管理协议) 或CMIP (公用管理信息协议) 与被管设备通信, 收集、过滤、处理各种网管信息, 维护网管平台数据库。WBM应用通过网管平台提供的API接口获取网络信息, 维护WBM专用的数据库。网管人员对网络的监视、调整和控制通过浏览器向Web服务器发送HTTP (超文本传输协议) 请求, Web服务器通过CGI (公用网关接口) 调用相应的WBM应用, WBM应用把网管信息转换为HTML形式返回给Web服务器, 由Web服务器响应浏览器的HTTP请求。这种方式融合了基于平台的网管系统和Web技术的优点, 可以充分利用网管平台成熟的高效率的算法, 保留对现有网管标准和传统设备的支持, 保护用户对原有设备的投资。

2) 嵌入的WBM应用实现

这种方案将Web能力真正地嵌入到网络设备中, 如图2所示。

其中, 每个设备就是一个web服务器系统, 拥有全局唯一的IP地址, 管理人员通过浏览器直接访问该设备并实施调整和控制。这种方案给独立设备带来了完全的图形化管理, 保障了简单易用的网管界面。网管系统完全采用Web技术, 如通信协议采用基于HTTP的协议, 网管信息库用基于HTML的语言描述, 网络的拓扑算法采用高效的Web搜索、查询、索引技术, 网络管理层次和域的组织采用灵活的虚拟形式, 不再拘泥于地理位置等条件的约束。

嵌入式WBM是真正的Web网络管理, 网络设备、系统、应用增加Web能力并不需要太多的资源开销。因此, 越来越多的网络设备开始支持Web管理。

3 基于Web的网络管理的特点和优越性

随着Web的流行, 带来的是网络管理和Web技术的结合。基于Web的网络管理其主要思想就是:使网络管理者可以通过浏览器来进行网络管理。基于Web的网络管理就是利用World Wide Web工具与技术在互联网上对网络设备实现管理。使用TCP/IP协议及HTTP协议, 在标准的浏览器上监控由相关HTTP服务器程序所支持的设备。利用支持工具、编程语言和协议, 如HTML (超文本标记语言) 、CGI (公共网管接口) 、Java, C++和SNMP等, 可以产生和传送管理信月、, 并把结果以静态、动态或表格的形式在网页上表示出来, 其特点如下:

1) 简单的用户界面:对于使用者来说, 浏览器的界面是非常直观和简单的。

2) 网络管理者通过使用基于Web的网络管理系统, 即使在没有培训的情况下, 也可以很快掌握。

3) 可移植性:浏览器儿乎可以在各种硬件设备上运行。

4) 费用:浏览器可以在低价位的PC机上或者在掌上设备上运行。

5) 远程管理:山于使用浏览器使得远程管理变的简单了, 可以在网络的协个接入点上进行管理。无论是在何处, 网络管理者看到的界面都是一致的。

6) 与其它应用的集成:许多应用系统开始与Web结合。例如可以通过计算机网络资源的使用量来管理一个公司的工作流程, 以及记录设备的故障, 这些都可以通过Web来完成。如果把网络管理系统也集成到Web上, 那么就可以方便地与其他应用集成。

7) 易于推广:Web的流行使得基于Web的网络管理系统也便于推广。

4 基于Web的分布式网络管理的体系结构

在网络和系统管理的实现中较有影响的模型是SNMP和CMPI, 这两个模型各有优点, 同时又存在着许多不足之处。SNMP在Internet上被广泛接受, 它最主要的一个特点就是简单, 但是在需要完成十分复杂的任务时, 它就不能充分满足要求。许多通信厂商的网络结构是基于CMIP的, 但是CMIP受到自身过于复杂以及标准化过程太慢的限制, 至今仍未获得像SNMP那样广泛的支持。可以预见, 这两种管理体系框架在很长时间内将会同时存在。

随着面向对象的分布式处理模型的出现, CORBA作为第三种解决方案被提出。CORBA提供了统一的资源命名、事件处理以及服务交换等机制。虽然它最初的提出是针对分布式对象计算, 而并非针对网络管理任务的, 但是在很多方面它都适合于管理本地以及很大范围的网络。与现有模型相比, CORBA提供的功能比SNMP更强大, 而且不像CMIP那么复杂。此外, CORBA支持C++, Java等多种被广泛使用的编程语一言, 因此它己经迅速被大量的编程人员所接受。通过CORBA, 他们可以使自己的程序具有分布式的特点, 而且不必在逻辑上有很大的变动。正因如此, 现在普遍认为, CORBA会在网络管理和系统管理中占有越

来越重要的位置。将WEB与CORBA技术相融合将是网络管理发展的必然趋势。

1) 基于Wbe的分布式网络管理的组织模型

图3所示的组织模型表示为四个层次:

(1) 管理者在浏览器层通过HTTP协议下载APPlet。通过JAVA虚拟机可以运行下载的JAVAAPPlet程序, 这样可以解决使用应用系统时跨平台的问题。

(2) 网络管理中心除充当Web服务器外, 还接收浏览器层发出的CORBA请求, 并将该请求传递给能回答它的管理代理 (子管理者) 处。网络管理中心还管理一主数据库, 该数据库用于存储管理代理的相关信息。

(3) 每一个管理代理管理一个子网, 它可以是子网的一部分, 运行在子网的某一台计算机上, 也可以独立于被管子网。管理代理配有一个本地的MBI, 该数据库用来存储被管子网的网管数据。

(4) 设备层包含被管设备, 每个子网中都包含有多个被管设备。

2) 基于Web的分布式网络管理的通信机制

网络管理是通过客户与网络管理中心以及网络管理中心与管理代理 (子管理者) 的通信来实现的。其通信机制如图4所示。

(1) 浏览器层和网络管理层之间的Web页面交互通过HTTP协议实现, CORBA请求和应答则通过IIOP协议实现。

(2) 网络管理中心和管理代理之间的交互是纯CORBA的, 因而通过IIOP协议通信。

(3) 管理代理 (子管理者) 利用SNMP协议 (或是CMPI协议) 与设备进行通信。

本模型实现了两层CORBA通信。JavaApplet和网络管理中心、网络管理中心和管理代理以及管理代理之间都是客户方和实现方的关系。Applet和网络管理中心之间的IDL接口定义了需实现的各项管理功能。网络管理中心和管理代理之间的IDL接口则将每个管理功能细化为若干操作。这些操作在实现时往往需要分解为若干个SNMP操作, 并将其结果进行综合、分析, 才-得以实现。CORBA/SNMP网关实现CORBA到SNMP协议的转换。子管理者通过调用CORBA/SNMP网关实现了DIL定义的所有接口, 并发出SNMP请求, 并轮询检测陷阱的发生。CORBA管理者指网络管理中心, SNMP管理者指管理代理, 对设备的操作通过CORB州SNMP网关转换为SNMP操作。

摘要：该文首先介绍Web的分布式网络管理技术, 阐述在本系统中用到的中间件技术, 并选择了CORBA技术作为本系统的中间件。分析了一个基于Web的分布式网络管理的特点和优越性。

关键词：基于Web的网络管理,网管协议,CORBA

参考文献

[1]朱其亮.CORBA原理与应用[M].北京:北京邮电大学出版, 2001.

[2]OMG:CORBA服务[M].北京:电子工业出版社, 2002, 7.

[3]杨家海, 任宪坤, 王沛瑜.网络管理原理与实现技术[M].北京:清华大学出版社, 2000.

分布式网络技术 篇8

1 智能电网技术和分布式发电技术的协同方式

1.1 智能化电网测量体系的建立

测量体系对于分布式发电以及智能电网都必不可少, 其不仅能够为智能电网提供关键性的电网信息, 而且还能结合分布式发电的具体情况, 让电网的运行更加科学合理, 从而提升电网运行的可靠性以及稳定性。所以, 智能化电网测量体系能够感应出电网运行中的真实信息, 反馈给分布式发电网络层, 从而让智能电网技术与分布式发电技术配合的更加紧密。

1.2 智能配电系统的构建

一般情况下, 配电系统需要进行智能化的构建, 这样不仅能够节省大量的人力, 而且还能让供电安全性大幅度的提升。智能电网与分布式发电的基础都基于智能配电系统。所以, 想要实现二者之间的协调发展, 需要对配电系统进行智能化的构建。让供电系统处于一个良好的稳定状态。

2 智能电网中分布式电源的控制方法

2.1 基于电力电子技术的“即插即用”控制

最基础的就是保证电能的质量, 最重要的两个因素就是系统的能量管理以及分布式发电并网运行的协调控制, 可能运行场合所需求的功能是智能电网内分布式发电单元控制的策略以及系统和各分布式相互作用的性质决定的, 这种情况都是发电单元控制策略的有效选择。电力电子结合的分布式发电单元还有2个显著的特点:

(1) 可以灵活的通过换口转换器快速反应。

(2) 对分布式发电单元的电流进行有效的阻挡和限制, 使其小于额定电流的200%从而对故障的发生得到减小。

对电子电力控制的功能是电压频率控制或者是有无功。电压频率拥有下垂特性控智能实现负荷功率变化时为智能电网提供频率方面的支撑。有无做功可根据分布式发电的情况协调运行。因此这个方法可以根据发电单元控制的不平衡功率发送给其他的机组承担具有方便、简单、可靠的特点。

然而对于一个传统的发布式发电单元, 一个电力电子组合分布式发电单元在电网中呈现出来的形态没有任何的惯性。所以不能维持微网的频率, 因此这个方法没有考虑到电压和频率的恢复问题。在电力系统受到干扰时, 系统频率的发展根本没有办法保证。

2.2 基于功率管理系统的控制

Katiraci F提出了关于电力电子组合的分布式单元有功无功控制电流的方法。该方法采用不同的方法对不同的模块进行研究, 对有功或者无功分别进行控制。很好的满足了微网的要求, 在调节功率平衡时, 功率下垂特性的基础上又运用了恢复算法。能很好地满足分布式单元对于频率的要求。功率系统采用了不同的3种方法应对分布式发电单元对于无功的需求。这3种方法分别基于电压下垂特性, 电压调整策略, 潮流因子校正。有关实验证明, 该功率管理系统使系统能够更加灵活地控制频率。并且能够达到以下诉求:

(1) 防止提前设定V-Q特性的终端电压产生偏离。

(2) 调整特定负载的电压。

(3) 为分布式单元的母线进行补偿。

但是这种方法只能用在可以调节功率的用电系统中。并且这个方法只讨论了电力电子机械之间的协调性。并没有考虑他们与含调速器的常规发电机间的协调与通信控制。

2.3 基于多代理系统的控制

在现代智能电网中智能配电自动化系统的多代理系统管理, 用户代理和数据库管理组成具体功能有4种。

(1) 检测代理负责的频率以及电网的故障。

(2) 能够存储相关分布式能源的有关信息以及种类。并检测功率水平。

(3) 用户代理为用户提供实时信息。

(4) 进行数据库代理存储信息。

这种代理系统的控制一方面可以进行多方面协调, 另一方面还可以将产生的信息传至信息代理。

3 结语

随着现代科技的发展和时代的不断进步, 人们对于用电需求也会不断地增大。为了有效的节省电力资源以及让老百姓安全的使用电力资源, 智能电网的诞生让人们在电力的使用方面更加安全可靠。所以, 在进行智能电网技术和分布式发电技术的协同发展过程中, 需要完善智能电网的整体体系, 并做好分布式电源的良好控制。从而提升电力系统整体运行的协调性。

摘要：随着科学技术的快速发展, 智能电网技术和分布式发电技术也得到了协同发展。其不仅让电力运营的效率得到了全面的提升, 而且还让电网自动化、智能化的水平得到了全面的提升。本文主要针对智能电网技术和分布式发电技术的协同发展进行了全面的分析。

关键词：智能电网,分布式发电,协同发展

参考文献

[1]孙慧丽, 张中宽.分布式发电技术及对电力系统影响[J].通讯世界, 2016 (19) .

[2]陈小梅.分布式发电技术在电网中的应用[J].自动化应用, 2014 (06) .

[3]李平, 张亮, 周斌.分布式发电技术对配电网及其规划的影响研究[J].科技与企业, 2013 (23) .

[4]熊远生, 刘青松, 吴伟雄.“新能源与分布式发电技术”课程建设与实践[J].中国电力教育, 2013 (30) .

分布式网络技术 篇9

1 传感器网络中分布式数据挖掘技术的入侵检测传统算法

网络安全问题一直是传感器网络发展的重要障碍, 虽有线网络中防火墙技术具有较理想的检测入侵功能, 但无线网络受丢包和信号阻塞的影响无法应用此技术, 需要在入侵检测技术方面进行不断探索, 常规以检测技术作为划分标准, 入侵检测可分为以用户行为为对象的异常检测和误用检测, 以检测对象为划分标准可分为主机型、网络型和混合型三种, 以数据分析时间为标准, 可分为脱机和联机两种, 传统传感器入侵检测结合其不同的划分形式, 可分为基于统计、偏移、距离、聚类、密度及高维数据等多种算法, 但这些算法对带标签训练数据准确性具有极大的依赖性。当标签发生错误时, 其训练算法所获取的模型的准确性将无法保证, 严重影响算法的检测效率, 甚至导致算法的入侵检测功能失效, 而在现实网络环境中实时获取正确标签的难度又非常大, 所以传统入侵检测算法并不能够满足现阶段传感网络分布式数据挖掘技术的应用需求[1]。

2 传感器网络中分布式数据挖掘技术的入侵检测中以类聚为基础的蚂蚁算法

3 传感器网络中分布式数据挖掘技术中能量有效数据查询方法

传感器网络要完成对环境和目标实时监控的任务, 其节点的布置方式和应用环境决定其能量消耗会影响其任务的完成情况, 而采集数据、微数据器的数据处理和无线电收发是传感器网络运行中能量消耗的主要方面, 由于微数据器的数据处理耗能相比较小, 本文中对其忽略不计, 数据的传输处理主要分为众多节点实时把采集信息传送到中心节点, 由中心节点负责数据的分析处理的自下至上方式和系统以实际需要为基础, 将查询目的发送至各节点, 各节点完成查询工作后将查询结果反馈到中心节点的自上而下方式, 受传感器网络日常工作属性决定自下而上的传输方式比例较大, 耗能相对较多, 而数据查询自身为满足分析处理的需要, 其使用的查询方法必须尽可能少地消耗传感器网络能量, 对各节点的能量消耗进行有效地均衡, 而且查询数据值必须具有较高的准确性, 其所监控的数据不仅能够反映出所在节点, 更能对全网数据进行有效查询[5]。而传统的直接查询法和聚类间接查询方法并不能够满足要求, 结合大量计算研究发现利用一种可重叠的聚类方法, 可以实现一个节点的同时多种聚类, 将所有节点参与聚类, 甚至必要时将一个节点参与多个聚类, 使拟合函数的准确性得到保证, 即查询结果准确性较理想。此方法在系统配置阶段要在传感器网络进行环境监控前, 以环境情况为依据进行传感器节点布设, 然后利用网络实现传感器节点位置及能量信息的传送, 系统中心根据接收信息进行能量优先的可重叠聚类, 并将聚类的结果直接传输到传感器, 各聚类内的节点都将其位置及采集信息发送到聚类中心, 各聚类中心在分别计算环境数据拟合函数的基础上完成网络聚类和数据的更新。而在数据查询阶段, 系统中心首先以查询位置为依据, 选择与其最近的聚类中心, 并将查询信息发送至选择的聚类中心, 然后被选择的聚类中心根据接收信息和拟合函数对环境数据值进行计算, 并将查询结果反馈到系统中心节点, 以此保证查询数据的有效性。在其系统布置和查询信息的过程中, 少数聚类中心的无线电收发机会一直保持工作状态, 而大部分处于非中心的无线电收发机只有在固定条件下才会进行工作, 产生能量消耗。所以, 利用可重叠的聚类方法在保证传感器网络聚类中心各节点概率基本相同的同时, 能够起到平衡其能量消耗, 保证查询数据有效性的作用。

4 结语

传感器网络的应用对于人类感知客观世界, 掌握世界庞大信息量具有重要的作用, 但其功能的发挥需要对海量数据进行有效处理, 而分布式数据挖掘技术是处理海量信息的有效手段。所以, 将其合理地应用于传感器网络, 并对其入侵检测算法、有效数据查询方法等进行深度挖掘是社会发展的必然。

参考文献

[1]洪月华.无线传感器网络中分布式数据挖掘算法研究[J].计算机仿真, 2012 (12) .

[2]宋欣.面向无线传感器网络的分布式数据收集关键技术研究[D].沈阳:东北大学, 2012 (4) .

[3]洪月华.传感器网络分布式数据流的频繁项集挖掘算法[J].计算机科学, 2013 (2) .

[4]阮志强.分布式传感器网络数据安全性若干关键技术研究[D].长沙:湖南大学, 2012 (3) .

分布式移动管理技术综述 篇10

随着全球移动互联网规模的扩展, 影响着网络性能的移动管理协议已经成为研究的焦点。在过去几年, 伴随着IPv6协议的发展趋势, 不断有人提出移动IP协议的相关标准, 例如MIPv6 (Mobile IPv6, 移动IPv6) [1,2]和PMIPv6 (Proxy Mobile IPv6, 代理移动IPv6) [3]。但是这些移动协议都是基于集中式的架构进行部署的。随着移动网络业务量的增大, 集中式的架构已经发现了很多的问题[4,5], 阻碍移动技术的发展。

MIPv6是一种基于主机的移动管理协议, 需要移动节点 (Mobile Node, MN) 参与移动性管理。家乡代理 (Home Agent, HA) 为MN分配家乡地址网络前缀。当MN移动到外地网络时, 需要向HA注册, 建立家乡地址 (Home Address, Ho A) 和转交地址 (Care of Address, Co A) 的映射关系, 通过与HA之间的隧道跟通信节点 (Correspondent Node, CN) 进行通信。

PMIPv6是一种基于网络的移动管理协议, 不需要MN参与移动性管理。本地移动锚点 (Local Mobility Anchor, LMA) 拥有MIPv6中家乡代理的全部功能, 为MN分配家乡地址网络前缀, 保存绑定缓存入口, 包括MN的家乡网络前缀、代理转交地址以及隧道接口标识符等。移动接入网关 (Mobile Access Gateway, MAG) 配置在接入路由器 (Access Router, AR) 上代替MN初始化和移动管理信令, 与LMA进行绑定更新。因此切换到外地网络时, 在MIPv6中的MN进行的相关移动管理工作都由MAG代替进行。

在MIPv6中, 用户注册建立隧道及数据转发都需要HA参与, 发往MN的数据包必须经过HA锚定, 会导致三角路由问题;集中式移动锚点比较脆弱, 容易造成单点故障和单点攻击[6,7]。

除了上述的问题, 在移动设备上, 集中式管理存在可扩展性差、冗余的移动管理支持、网络资源浪费等问题。这些问题在MIPv6协议及扩展协议中都存在。针对这些问题, 有学者提出了分布式的移动管理方案, 以分布式的架构取代集中式, 从而解决集中式下的各种问题。因此, 结合具体的移动IPv6协议如何进行分布式的移动管理建设成为当下急切需要解决的问题。

2 分布式移动管理概要

2.1 分布式功能需求

分布式的主要任务是解决集中式存在的问题。分布式移动管理 (Distribute Mobile Management, DMM) 将集中式中锚点的若干个子功能分布到各个接入路由器中, 进行扁平化的管理, 而不是通过单个锚点将数据和信令等进行集中式处理。DMM定义了分布式功能需求的标准文件RFC7333。根据RFC7333, 分布式移动管理架构的功能需求主要如下:

(1) DMM提供的IP移动管理、网络接入方案和转发方案等在进行数据路由时, 要保证路由的路径是不会经过离最优路径很远的移动锚点。

这个需求只是从数据路由层面考虑的, 但是同时也有多个好处: (1) 分布的缓存服务器能够使在任何位置的用户都靠近其中一台服务器, 从而允许更多用户缓存网络内容, 节省更多资源和时间; (2) 有更好的可扩展性, 可解决不断增长的MN数量和数据流的问题; (3) 避免单点故障问题; (4) 移动锚点出现故障的概率会减少。

(2) 在DMM的实现方案中, 对于每个应用的会话, 移动终端能自行选择是否要支持网络层的移动管理。尽管在移动网络中经常需要支持移动管理, 但是也有MN不需要支持移动管理。例如固定的移动端结点或者移动管理功能可以由其它协议层提供的情况。即使是同一个MN, 其不同的会话也可以独立选择是否需要移动管理功能的支持。移动节点可以根据自身需求确定是否需要支持移动管理来选择IP地址或者网络前缀, 在不需要移动支持的时候可以关闭移动管理功能, 从而保证网络资源的利用率和数据包的转发效率。

(3) DMM实现方案必须支持IPv6部署。DMM应该将IPv6作为首选部署的环境, 不应该只支持IPv4, 以顺应下一代网络的发展趋势。

(4) DMM实现方案要考虑现有的移动协议。DMM的解决方案必须首先考虑重新使用和扩展IETF的标准移动协议, 而不是首先考虑设计一个新的协议。

(5) DMM的实现方案可以与所有的网络部署、终端主机和路由器兼容, 同时还能在不同网络下工作, 并且可操作单独的管理域。

2.2 分布式移动管理的一般实现方案

尽管早在2012年就有学者提出了分布式的架构解决方案, 例如由P.Seit和P.Bertin于2012年7月提交的草案《Distributed Mobility Anchoring》[7], 考虑了MIPv6分布式移动管理方案。但是目前分布式管理的建设方案都各有特点, 繁杂纷乱, 不利于对分布式有总体的掌握以及分布式移动管理的标准化。RFC7333的作者H.Chan, 在其论文《Distributed Mobility Management with Mobile IP》[8]中提出了分布式的统一实现框架, 抽象出一个与具体协议无关的统一架构框架, 并在这个框架下提出各自的分布式解决方案, 尝试对分布式的协议进行标准化。

它将分布式的逻辑功能分为三大功能, 以解决集中式的存在的问题:

(1) 前缀分配功能:为移动节点分配网络前缀。

(2) 位置管理 (Location Management, LM) 功能:管理和保存MN在网络中位置变化的轨迹信息, 包括MN接入的移动锚点和Ho A之间的映射。

(3) 数据路由功能:拦截从MN出发或者发送MN的Ho A的数据包, 并基于MN实时的网络位置信息来转发数据, 或者是转发到其它有明确目标地址的网元。

在这三个独立的逻辑功能模块上, 即可对这三个模块进行物理功能实现。

在数据层面, 集中式的移动路由功能靠单一的家乡路由器来实现, 相比之下, 分布式可以在多个移动路由器 (Mobile Router, MR) 上部署移动路由功能, 因此数据流不必集中于单一的锚点, 路由可以被优化。在控制层面, MR可以彼此互相发送信令。而网络位置管理功能在分布式中通过建立分布式数据库, 以及若干个保存着Ho A和Co A之间映射关系的服务器来实现。家乡网络地址配置功能也可以部署到这些服务器中。

为了进行正确的移动路由, MR需要LM维护MN的映射信息。因此MR是LM服务器的客户端, 在MN切换网络时会发送位置更新消息给LM服务器。位置信息可被MR从LM服务器上获取, 也可以由LM服务器推送消息给MR。同时, MR也可缓存相当的位置信息。网络中的实现效果如图1。

这种架构能更方便地实现动态移动管理。LM功能和IP地址分配功能可以互相通信或者分布在同一物理实体上。在图1中, 假设设备MN11正在使用从第一个网络中获取到的IP地址。当MN11离开第一个网络并接入到第三个网络时, 需要考虑有无连续性的会话。如果没有, 则不需要LM1来保持绑定。否则, 就需要现存的移动协议信令机制来让LM1保存绑定Ho A到MR3的相关信息。当这个会话终止后, MN11会解除这种绑定。

按照这种做法, 将集中式的架构分为家乡地址配置、位置管理功能和移动路由三种逻辑功能, 并且在控制层面和数据层面分别实现, 就可以建立一个抽象的分布式结构框架。

3 基于主机的移动管理分布式方案

MIPv6协议是一种基于主机的移动协议。基于主机的协议指的是网络中的移动设备 (即主机) 必须支持移动管理功能才能实现MIPv6协议。在介绍基于主机的分布式方案之前, 要说明两种实现方法:部分分布和完全分布[9]。完全分布是将前文提及的三大功能 (前缀分配、位置管理、数据路由) 全部分布到接入路由器, 即用分布式的方法来实现数据层和控制层:网络信令的发送控制、接入路由器之间的隧道建立过程、数据包的转发功能、MN的家乡网络信息、Co A和Ho A之间的映射关系、MN的当前所在网络信息的存储等被分布到网络中的各个接入路由。部分分布指用集中式的方案来实现控制层, 分布式的方法实现数据层:仅将数据路由的功能分布到接入路由器上, 其它两大功能还是集中在网络的某一个实体上。与完全分布不同之处在于控制层是集中式的, 网络信令的发送和隧道建立等控制都由一个设备来控制调度。而完全分布的控制功能被分布到网络中的多个接入路由器上。

MIPv6协议要求主机参与移动管理, 在主机上会存储锚点的相关信息, 因此能够查询到第一次接入的锚点, 不需要另外建立一个集中式的实体来存储第一次接入锚点的信息。所以没有必要按照部分分布的方式进行部署, 可以直接实现完全分布。

3.1 MIPv6的完全分布式管理方案

本节将介绍典型的完全分布MIPv6协议。

JONG-HYOUK[9]等人提出一种分布式方案, 方案内提出新的移动锚点, 分布在接入网络层并且服务附近的MN。当MN改变接入网络点, 之前的IP地址会被保存, 原本的会话在新的网络也可用。

这种新的分布式移动锚点叫AMA (Access Mobility Anchor) 。HA是被AMA扩展而来的。AMA为MN保存了移动网络的环境和路由状态。Serving AMA就是指当前MN接入的AMA。Origin AMA就是指上一个配置地址给MN的AMA。MN会保存之前的地址, 例如锚定在origin AMA的地址。然后一个双向的隧道会在serving AMA和origin AMA之间建立来转发锚定地址的数据包。

在这种方案中, 绑定更新报文 (Binding Update, BU) 和绑定更新回复报文 (Binding Acknowledgement, BA) 被重新定义。MN使用BU来注册它的动态信息给serving AMA。BU包含了所有有效的地址, 例如在当前地址配置的新地址和原来的地址。Serving AMA会发送BA给MN来通知注册的每个地址是否成功。

引入两种新的报文叫做ABU (Access Binding Update) 和ABA (Access Binding Acknowledge) 。ABU报文由serving AMA发到origin AMA, 被用来更新MN的移动环境。Origin AMA接收后, 两个AMA之间会建立双向隧道。注意ABU报文是serving AMA确认在BU报文包含有锚定到origin AMA的IP地址之后才会发送的。ABA是origin AMA的回应。

图2展示了新方案中的网络。MN配置基于从AMA提供的网络前缀地址, 然后通过BU报文注册这个地址到AMA。这个地址的状态是preferred (优先的) 。当MN接入到另外的AMA, MN从新网络前缀配置到新的地址, 但是也会保持之前的地址。之前地址的状态称为deprecated (弃用的) , 而新的地址状态是preferred。当MN通过在新网络中发送BU来注册, 它不但注册新的地址也同时告知serving AMA之前的地址。当ABA获取到之前的地址, 它就会发送ABU信息给origin AMA来更新的移动环境和路由状态并且建立彼此之间隧道。

提出的方案依赖于在接入网络分布的AMA, 所以它可以避免单点故障和瓶颈。除了规模上增强, 通过减少MN与移动锚点之间的距离, 它也会加强了端对端的数据包传输性能。发送到MN和从MN发送的报文会在位于接入网络层面的相关AMA之间封装起来通过隧道传输。另外, 因为拓扑上AMA的位置, 相比起传统的集中式, 需要进行位置更新的时间极大地减少。

协议操作流程如下:

(1) MN接入到AMA1的网络中。

(2) MN发送路由请求消息 (Router Solicitation, RS) 给AMA1。

(3) AMA1根据请求回复一个包括该链路网络前缀的路由通告消息 (Router Advertisement, RA) 给MN。

(4) MN根据网络前缀配置得出一个IPv6地址:p1::mn/64。

(5) MN发送BU给AMA1, 注册该地址。

(6) AMA1发送BA给MN, 确认注册成功。

(7) MN建立与CN1的会话

(8) MN移动到AMA2网络, 并接入到网络中。

(9) MN发送RS给AMA2, 请求网络前缀的分配。

(10) AMA2发送包含了AMA2网络的网络前缀的RA给MN。

(11) MN根据网络前缀配置得出一个IPv6地址:p2::mn/64, 并保存前一个地址p1::mn/64。

(12) MN发送BU给AMA2, 这个BU包含了当前的地址p2::mn/64和之前的地址p1::mn/64。

(13) AMA2发送ABU给AMA1, 通知AMA1当前MN移动到AMA2的网络。

(14) AMA1发送ABA给AMA2, 确认通知成功。

(15) AMA2发送BA给MN。

(16) CN1发送给MN的会话先经过AMA1。

(17) AMA1和AMA2之间建立隧道, 把发往MN的报文转发给AMA2。

本方案在实际的网络中运行还需要考虑以下的操作:

(1) 邻居AMA信息发现:当serving AMA收到从MN发往的BU信息, 它需要发送ABU信息并正确地到达origin AMA。目前有多种方法来获origin AMA的信息。例如, 当MN发送BU报文给serving AMA时, 由MN来提供origin AMA的相关信息。因此, MN可以从L2信令或者RA报文中获取到origin AMA的信息。另外一种方法就是邻居的AMA共享彼此的网络前缀信息, 所有serving AMA可以直接从MN的地址中获取到origin AMA的信息。

(2) IP地址和路由状态维护:由于MN在不同接入网络漫游, 接口配置的地址数量就会上升。另外, 由于这些注册在AMA上的地址都要用来建立数据隧道, AMA也需要保持这些地址的路由状态。为了有效地管理资源, 作者提出了一个简单的方法, 即a) .MN周期性地检查每个配置地址的会话是否可用。b) .如果在一个周期内特定的IP地址未被使用, MN就会释放它。c) .为了告诉相关的AMA, MN可以用一个带着特定标识的BU报文指出给定地址的释放。

4 基于网络的移动管理分布式方案

PMIPv6协议是一种基于网络的移动协议。基于网络的协议指的是网络中的移动设备 (即主机) 不必支持移动管理功能就可以实现PMIPv6协议, 由网络中的其它网元代替进行移动功能的管理。PMIPv6分布式实现同样有两种方式:部分分布和完全分布。这里部分分布和完全分布的概念与MIPv6中相同。

由于PMIPv6是基于网络的协议, MN不参与移动性管理, 在发生网络切换时, MAG无法获取第一次接入锚点的位置信息, 必须通过其他实体来统一保存。因此PMIPv6较难实现完全分布, 更常见的做法是部署部分分布。

4.1 PIMIPv6协议的部分分布式管理方案

本节将介绍典型的部分分布PMIPv6协议。

Li Yi等人[10]提出一种部分分布式的PMIPV6, 叫D-PMIPV6, 分开传统移动锚点的控制层和数据层, 重新设计了基本结构、切换过程以及移动锚点的决定过程。

DMM的主要三个目标: (1) 避免单个移动锚点来管理数据和信令控制; (2) 分布数据层流量。MIPV6的路由优化是通过与CN建立session, 但是这样会需要所有的CN支持这样的机制。本地路由可以在PMIPV6域中分布数据流量, 是可选择性, 不是首要的; (3) 拓扑上, 分配移动锚点到MN附近。

D-PMIPV6是基于PMIPV6上改进的。MAG依旧控制MN的移动相关信令和最终MN的动态。不同的是分开了数据和控制层, 新定义了一个CLMA (Control Plane Local Mobility Anchor) 和DLMA (Data Plane Local Mobility Anchor) 。CLMA有两种类型的功能:控制绑定注册的信令报文。分配DLMA给MN, 同时也分配网络前缀, 以及为MN维护BCE。而DLMA负责发往数据层的数据包。通过这样的设计, D-PMIPV6可以实现三个主要DMM的目标。

D-PMIPV6的接入过程没有引入额外的步骤。主要的区别就是CLMA会选择一个DLMA给每一个MN, 定义一个移动选项给DLMA的地址信息交换时使用。代理绑定更新报文 (Proxy Binding Update, PBU) 和代理绑定确认报文 (Proxy Binding Acknowledgement, PBA) 就会包含这个移动选项。

协议操作过程细节如下:

(1) MN第一次接入到MAG。AAA服务器会进行接入认证。认证后, MAG就会得到MN的简要情况, 包括MN的ID, CLMA的地址等等。

(2) MAG代表MN发送PBU给CLMA。所有从MAG发送的PBU都会发给这个特定MN对应的CLMA。为了查询到DLMA的地址, PBU信息应该包括DLMA地址选项。

(3) 在CLMA收到PBU后, CLMA会分配MN一个HNP以及基于DLMA的决定程序来选择一个DLMA的地址, 创建一个BCE给MN。BCE数据结构应该扩展额外的DLMA地址域。

(4) CLMA发送PBA给MAG, 包括了被选择的DLMA。

(5) CLMA注册Ho A-to-PCo A映射给DLMA1。在PBU格式中新定义“D"标志来支持这样的Ho A-to-PCo A映射注册信息。"D"必须设为0, 表示这是一个Ho A-to-PCo A映射注册信息。

(6) MAG建立MAG和DLMA之间的双向隧道。在这条隧道的基础上, MAG建立一条至MN家乡网络的路由。

(7) MAG发送一个RA给MN, 包括MN可以配置HOA的家乡前缀。

(8) —— (10) D-PMIPV6的数据流以及报文格式都与PMIPV6很相近。唯一区别就是LMA的地址会被DLMA的地址替代。

D-PMIPV6引入一种路由优化机制来实现分布数据流量。基本的想法就是建立MAG之间的隧道, 通过这些隧道MN可以互相直接交流。利用PBQ (Proxy Binding Query) 和PQA (Proxy Query ACK) 来实现。

假设MN2已经接入到域中, 而MN1初始化与MN2的会话。当MAG1收到来自MN1的报文, 它会发送一个PBQ信息给CLMA来查询MN2的PCo A。然后CLMA在BCE中查找MN2的Ho A-to-PCo A的映射, 并且发送回一个PQA的报文信息包括了MAG2的地址。在MAG1获取到MN2的地址后, 它会发送一个包装好的数据包直接给MAG2。

尽管有不少方案都有采取类似的数据层和控制层分开的想法。但是CLMA是作为独特的控制层面点维护着所有的Ho A-to-PCo A映射信息, MAG往往可以获取域中CN的Ho A-to-PCo A的映射信息。对于其它方案, 我们还必须考虑有多个LMA在一个域中的事实, 因为单个LMA仅可以维护有限条目的BCE。它隐含了一个额外的原理:LMA之间交换Ho A-to-PCo A的映射信息。

5 结语

由于移动管理的集中式方案存在的单点故障、三角路由、负载大等问题, 国内外学者提出了分布式管理方案的概念。一般的分布将锚点的三大功能:网络前缀、数据路由和移动管理, 分布到各个接入路由器中。

对于分布式移动管理, 有多种具体协议的实现方案, 典型的两种是基于主机的移动管理方案——MIPv6 (Mobile IPv6) 协议以及基于网络的移动管理方案——PMIPv6 (Proxy Mobile IPv6) 协议。MIPv6协议要求网络中的主机支持移动管理。而PMIPv6协议则不需要主机支持移动管理, 由网络中的某些网元代理支持。

这两种协议的分布式管理方案实现都有两种:部分分布式和完全分布式。但由于参与主机移动管理的差异, MIPv6适合使用完全分布式实现, PMIPv6则更适合使用部分分布式 (只分布数据路由功能到接入路由器中) 实现。由JongHyouk[12]等人提出的MIPv6完全分布式管理方案和Li Yi等人[17]提出的PMIPv6部分分布式管理方案都能较好地实现分布式, 并解决集中式管理方案存在的问题, 优化了网络性能。

参考文献

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[2]D JOHNSON, C PERKINS, J ARKKO.Mobility support in IPv6[S].IETF RFC 6275, July 2011.

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[9]JONG-HYOUK, JEAN-MARIE BONNIN, XAVIER LAGRANGE.Host-based Distributed Mobility Management Support Protocol for IPv6Mobile Networks[C].8th International Conference on Wireless and Mobile Computing, Networking and Communications, 2012:61-68.