本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種基于鋼鐵廠的電量能源調(diào)控及數(shù)據(jù)傳輸控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

工業(yè)通信的接口訊協(xié)議較多，一般儀器儀表的型號為rs232/rs485，無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備多為rj-45接口，借助接口轉(zhuǎn)換器將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為適宜于網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，以及無線鏈路傳輸工業(yè)數(shù)據(jù)，而且還有監(jiān)測中心配備監(jiān)測中心管理平臺，對各種監(jiān)測數(shù)據(jù)統(tǒng)一綜合管理。

隨著智能終端的涌現(xiàn)，鋼鐵廠不同工序部門對高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的需求逐漸增加。為了滿足該需求，不同工序部門可以在宏蜂窩小區(qū)中自主布設(shè)基站、構(gòu)建smallcell，例如femtocell。這種方法無需運營商布設(shè)新的站點，從而可以在不增加其資本投入的同時提升蜂窩系統(tǒng)的頻譜資源利用率，增加網(wǎng)絡(luò)的容量。在這樣的異構(gòu)蜂窩網(wǎng)絡(luò)中，用戶自主布網(wǎng)的行為使得傳統(tǒng)的集中式蜂窩網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃難以有效實施，這導致該網(wǎng)絡(luò)中的干擾問題非常嚴重。

異構(gòu)蜂窩網(wǎng)絡(luò)被smallcell分為兩層：宏蜂窩層以及smallcell層。因此，在異構(gòu)蜂窩網(wǎng)絡(luò)中同時存在兩種干擾：層間干擾和層內(nèi)干擾。層間干擾指的是異構(gòu)蜂窩網(wǎng)絡(luò)中不同層次的小區(qū)間的干擾，例如宏蜂窩與smallcell間的相互干擾；層內(nèi)干擾指的是異構(gòu)蜂窩網(wǎng)絡(luò)中處于相同層次的小區(qū)間的干擾，例如不同smallcell之間的干擾。將頻譜資源從時間域或頻率域上進行正交劃分，然后分別分給宏蜂窩以及smallcell可以避免層間干擾。然而，有效緩解層內(nèi)干擾仍然是一個亟待解決的問題。現(xiàn)有的層內(nèi)干擾緩解的方法主要是通過分布式的頻譜分配實現(xiàn)的。在這種方法中，需要smallcell間進行大量的信令交互，在了解網(wǎng)絡(luò)整體情況的前提下，根據(jù)自身需求選擇合適的頻譜資源，從而達到干擾緩解的目的。但這種方法需要引入大量的信令交互開銷，增大了方法實現(xiàn)的復雜度。而且，這種方法無法保證異構(gòu)蜂窩網(wǎng)絡(luò)能夠獲得較高的整體容量。

綜上所述，現(xiàn)有技術(shù)存在問題是：傳統(tǒng)的鋼鐵廠的電量能源調(diào)控及數(shù)據(jù)傳輸控制系統(tǒng)，普遍的傳輸鏈路不滿足高帶寬，所述一般都不具有實時性強以及可靠穩(wěn)定的特點。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供了一種基于鋼鐵廠的電量能源調(diào)控及數(shù)據(jù)傳輸控制系統(tǒng)。

本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的，一種基于鋼鐵廠的電量能源調(diào)控及數(shù)據(jù)傳輸控制系統(tǒng)，包括控制終端，所述控制終端包括外框、支撐桿和連接線；

所述外框的表面設(shè)置有顯示屏，并且外框的底部通過軸承轉(zhuǎn)動連接有支撐桿，所述支撐桿遠離外框的一端轉(zhuǎn)動連接有底座。

所述控制終端的輸出端與信息接收模塊的輸入端連接，并且信息接收模塊的輸出端與信息處理模塊的輸入端連接；

所述信息處理模塊的輸出端與a/d轉(zhuǎn)換器的輸入端連接，并且a/d轉(zhuǎn)換器的輸出端與中央處理器的輸入端連接；

所述中央處理器的輸出端與調(diào)控模塊的輸入端連接，并且調(diào)控模塊的輸出端與電量模塊的輸入端連接，所述控制終端與中央處理器的輸入端均與電源模塊的輸出端電性連接。

所述調(diào)控模塊通過各工序部門智能、動態(tài)地選擇合適的信道進行傳輸，在保證自身容量的同時提升了網(wǎng)絡(luò)整體的容量；進行電量能源有序的調(diào)控；調(diào)控模塊的調(diào)控方法包括：

各工序部門基站分別獲得到各自的信道狀態(tài)信息，初始化相關(guān)參數(shù)，第n個smallcell中的工序部門n測量工序部門基站n到自己的下行信道功率增益并反饋給工序部門基站n，其中n＝1,2,…,n，n為網(wǎng)絡(luò)中工序部門基站的數(shù)目，k＝1,2,…,k，k為網(wǎng)絡(luò)中正交信道的數(shù)目，接著，各個工序部門基站分別初始化所需參數(shù)；

各個工序部門基站根據(jù)周圍的干擾情況，重復更新自己的迭代次數(shù)計數(shù)器以及策略計數(shù)器，工序部門基站根據(jù)周圍的干擾情況，更新自己的迭代次數(shù)計數(shù)器以及策略計數(shù)器；

所有工序部門基站分別將各自的迭代次數(shù)計數(shù)器t置為t+1；

第n個工序部門基站n根據(jù)自己在第t-1次迭代后的狀態(tài)αn(t-1)以及所選擇的信道集合sn(t-1)，計算此時選擇信道集合fn∈sn的概率qn(fn)：

如果αn(t-1)＝0，否則，如果αn(t-1)＝1，

其中，n＝1,2,...,n，|sn|表示集合sn中元素的個數(shù)，ε為一個大于0小于1的常數(shù)，ω為一個大于n的常數(shù)；

第n個工序部門基站n根據(jù)概率分布qn，更新所選擇的信道sn(t)，并在信道上發(fā)送數(shù)據(jù)，n＝1,2,...,n；

根據(jù)所選擇的信道集合sn(t)，第n個工序部門n測量所收到的干擾并將報告給工序部門基站n，其中l(wèi)∈sn(t)，工序部門基站n計算所處于的smallcell的容量

其中b0為每個信道的帶寬，為工序部門基站n在信道l上的發(fā)射功率，表示工序部門基站n在信道l上的功率增益，n0為噪聲功率譜密度；

第n個工序部門基站n更新自己此時的狀態(tài)αn(t)，n＝1,2,...,n；

當更新次數(shù)到達預設(shè)門限值，各個工序部門基站選擇最終使用的信道集合，各個工序部門基站判斷迭代次數(shù)計數(shù)器是否滿足t≤t，即迭代次數(shù)小于門限值t；

第n個工序部門基站n根據(jù)自己的策略計數(shù)器cn，選擇最終使用的信道集合

其中sn_ind為集合sn在集合sn中的編號，cn(1,sn_ind)表示策略計數(shù)器cn中第1行第sn_ind列元素的值。

初始化所述參數(shù)的方法為：

第n個工序部門基站n對可用的信道集合sn進行編號，并隨機選擇一組信道sn(0)∈sn進行傳輸，n＝0,1,...,n；

其中k為網(wǎng)絡(luò)中正交信道的數(shù)目，|sn|為向量sn中元素的數(shù)目，kn為第n個工序部門基站所需的信道，sn(0)為第n個工序部門基站在第0次迭代時所使用的信道集合，n為異構(gòu)蜂窩網(wǎng)絡(luò)中工序部門基站的數(shù)目；

第n個工序部門基站n將自身狀態(tài)αn(0)置為0，同時清零迭代次數(shù)計數(shù)器t以及策略計數(shù)器

其中，αn(0)表示工序部門基站n在第0次迭代時的狀態(tài)，|sn|表示集合sn中元素的個數(shù)，表示一個一行|sn|列的全零向量；

第n個工序部門基站更新自己此時的狀態(tài)αn(t)，n＝1,2,...,n具體方法為：

1)觀察在第t-1次迭代后的狀態(tài)αn(t-1)，如果αn(t-1)為1，執(zhí)行各個工序部門基站根據(jù)周圍的干擾情況，重復更新自己的迭代次數(shù)計數(shù)器以及策略計數(shù)器，工序部門基站根據(jù)周圍的干擾情況，更新自己的迭代次數(shù)計數(shù)器以及策略計數(shù)器；

否則執(zhí)行：當更新次數(shù)到達預設(shè)門限值，各個工序部門基站選擇最終使用的信道集合，各個工序部門基站判斷迭代次數(shù)計數(shù)器是否滿足t≤t，即迭代次數(shù)小于門限值t；

2)判斷信道集合sn(t-1)等于sn(t)與容量rn(t-1)等于rn(t)是否同時成立，如果成立，將αn(t)設(shè)置為1；

否則執(zhí)行：當更新次數(shù)到達預設(shè)門限值，各個工序部門基站選擇最終使用的信道集合，各個工序部門基站判斷迭代次數(shù)計數(shù)器是否滿足t≤t，即迭代次數(shù)小于門限值t；

3)以概率將αn(t)設(shè)置為1；以概率1-ρ將αn(t)設(shè)置為0，其中，參數(shù)ε為一個大于0小于1的常數(shù)，β為一個屬于實數(shù)集合的常數(shù)，為一個常數(shù)，參數(shù)b0為每個信道的帶寬，為工序部門基站n在信道k上的發(fā)射功率，表示工序部門基站n在信道k上的功率增益,n0為噪聲功率譜密度；

4)第n個工序部門基站n根據(jù)選擇的信道集合sn(t)以及更新的狀態(tài)αn(t)，更新策略計數(shù)器cn，n＝1,2,...,n：

如果αn(t)等于1，cn(1,sn(t)_ind)＝cn(1,sn(t)_ind)+1，其中sn(t)_ind表示信道集sn(t)在集合sn中的編號；

所述信息接收模塊接收信號的信號模型表示為：

r(t)＝x1(t)+x2(t)+…+xn(t)+v(t)

其中，xi(t)為時頻重疊信號的各個信號分量，各分量信號獨立不相關(guān)，n為時頻重疊信號分量的個數(shù)，θki表示對各個信號分量載波相位的調(diào)制，fci為載波頻率，aki為第i個信號在k時刻的幅度，tsi為碼元長度。

優(yōu)選的，所述中央處理器的型號為arm9，并且a/d轉(zhuǎn)換器的型號為lm311。

優(yōu)選的，所述外框底部的一側(cè)設(shè)置有第一連接線，并且第一連接線的一端設(shè)置有鍵盤。

優(yōu)選的，所述外框底部的另一側(cè)設(shè)置有第二連接線，并且第二連接線的一端設(shè)置有鼠標。

優(yōu)選的，所述外框表面的頂部和右側(cè)分別設(shè)置有指示燈和按鍵。

優(yōu)選的，所述電量模塊對調(diào)控模塊傳輸?shù)墓β市畔⑦M行數(shù)據(jù)融合，得到最終的信號能量的統(tǒng)計量，進行調(diào)控電量；具體方法包括：

根據(jù)各個節(jié)點的信噪比γi為每一個參與合作的各工序部門信號集cri,i＝1…k設(shè)計一個權(quán)重然后對收集得到的信號能量統(tǒng)計量ui進行線性加權(quán)得到最終的信號能量的統(tǒng)計量

優(yōu)選的，所述信息處理模塊獲取信息接收模塊傳輸?shù)母蓴_信號與期望信號的功率比ki(i＝1,2)，信噪比以及干擾與期望信號的空間相關(guān)度cos²θ，并計算時頻重疊信號的各個信號分量xi(t)的接收準則

其中，i＝1,2，為信噪比，

對于i＝1，e1＝h1p1，

對于i＝2，e2＝h2p2，

當接收準則信超2db～8db，進行報警。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：該基于鋼鐵廠的電量能源調(diào)控及數(shù)據(jù)傳輸控制系統(tǒng)，通過控制終端的輸出端與信息接收模塊的輸入端連接，并且信息接收模塊的輸出端與信息處理模塊的輸入端連接，而且信息處理模塊的輸出端與a/d轉(zhuǎn)換器的輸入端連接，又通過a/d轉(zhuǎn)換器的輸出端與中央處理器的輸入端連接，該裝置能夠?qū)崟r對電能進行調(diào)控，使得該裝置具有實時性；該基于鋼鐵廠的電量能源調(diào)控及數(shù)據(jù)傳輸控制系統(tǒng)，通過所述外框的表面設(shè)置有顯示屏，并且外框的底部通過軸承轉(zhuǎn)動連接有支撐桿，所述支撐桿遠離外框的一端轉(zhuǎn)動連接有底座，使得該裝置具有很好的可靠性以及穩(wěn)定性。

本發(fā)明通過各工序部門基站分別獲得其到各自的信道狀態(tài)信息，初始化相關(guān)參數(shù)；各個工序部門基站根據(jù)周圍的干擾情況，重復更新自己的迭代次數(shù)計數(shù)器以及策略計數(shù)器；當更新次數(shù)到達預設(shè)門限值，各個工序部門基站選擇最終使用的信道集合，實現(xiàn)了層內(nèi)干擾的緩解；從而為合理調(diào)配電量提供條件。

本發(fā)明降低了運行維護的開銷，實現(xiàn)了異構(gòu)蜂窩網(wǎng)絡(luò)的自組織和自優(yōu)化；

本發(fā)明無需smallcell之間交互信道狀態(tài)信息或者其他信息，大大降低了實現(xiàn)的復雜度；

本發(fā)明中各工序部門基站根據(jù)所測量到的干擾，智能、動態(tài)地選擇合適的信道進行傳輸，在保證自身容量的同時提升了網(wǎng)絡(luò)整體的容量，為合理調(diào)配電量的實現(xiàn)提供保障。

本發(fā)明信息接收模塊的信號接收模型接收信號能力強，信息處理模塊的信號處理準確性高，保證了后續(xù)處理的需要。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例提供的基于鋼鐵廠的電量能源調(diào)控及數(shù)據(jù)傳輸控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明實施例提供的基于鋼鐵廠的電量能源調(diào)控及數(shù)據(jù)傳輸控制系統(tǒng)原理框圖。

圖中：1、控制終端；2、外框；3、支撐桿；4、底座；5、顯示屏；6、信息接收模塊；7、信息處理模塊；8、a/d轉(zhuǎn)換器；9、中央處理器；10、調(diào)控模塊；11、電量模塊；12、電源模塊；13、第一連接線；14、鍵盤；15、第二連接線；16、鼠標；17、指示燈；18、按鍵。

具體實施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應(yīng)當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的結(jié)構(gòu)作詳細的描述。

請參閱圖1至圖2，本發(fā)明實施例提供的基于鋼鐵廠的電量能源調(diào)控及數(shù)據(jù)傳輸控制系統(tǒng)，

包括控制終端1，控制終端1包括外框2、支撐桿3和底座4，外框2的表面設(shè)置有顯示屏5，并且外框2的底部通過軸承轉(zhuǎn)動連接有支撐桿3，支撐桿3遠離外框2的一端轉(zhuǎn)動連接有底座4，外框2底部的一側(cè)設(shè)置有第一連接線13，并且第一連接線13的一端設(shè)置有鍵盤14，外框2底部的另一側(cè)設(shè)置有第二連接線15，并且第二連接線15的一端設(shè)置有鼠標16，外框2表面的頂部和右側(cè)分別設(shè)置有指示燈17和按鍵18。

控制終端1的輸出端與信息接收模塊6的輸入端連接，并且信息接收模塊6的輸出端與信息處理模塊7的輸入端連接，信息處理模塊7的輸出端與a/d轉(zhuǎn)換器8的輸入端連接，并且a/d轉(zhuǎn)換器8的輸出端與中央處理器9的輸入端連接，中央處理器9的型號為arm9，并且a/d轉(zhuǎn)換器8的型號為lm311，中央處理器9的輸出端與調(diào)控模塊10的輸入端連接，并且調(diào)控模塊10的輸出端與電量模塊11的輸入端連接，控制終端1與中央處理器9的輸入端均與電源模塊12的輸出端電性連接。

所述調(diào)控模塊通過各工序部門智能、動態(tài)地選擇合適的信道進行傳輸，在保證自身容量的同時提升了網(wǎng)絡(luò)整體的容量；進行電量能源有序的調(diào)控；調(diào)控模塊的調(diào)控方法包括：

各工序部門基站分別獲得到各自的信道狀態(tài)信息，初始化相關(guān)參數(shù)，第n個smallcell中的工序部門n測量工序部門基站n到自己的下行信道功率增益并反饋給工序部門基站n，其中n＝1,2,...,n，n為網(wǎng)絡(luò)中工序部門基站的數(shù)目，k＝1,2,…,k，k為網(wǎng)絡(luò)中正交信道的數(shù)目，接著，各個工序部門基站分別初始化所需參數(shù)；

各個工序部門基站根據(jù)周圍的干擾情況，重復更新自己的迭代次數(shù)計數(shù)器以及策略計數(shù)器，工序部門基站根據(jù)周圍的干擾情況，更新自己的迭代次數(shù)計數(shù)器以及策略計數(shù)器；

所有工序部門基站分別將各自的迭代次數(shù)計數(shù)器t置為t+1；

第n個工序部門基站n根據(jù)自己在第t-1次迭代后的狀態(tài)αn(t-1)以及所選擇的信道集合sn(t-1)，計算此時選擇信道集合fn∈sn的概率qn(fn)：

如果αn(t-1)＝0，否則，如果αn(t-1)＝1，

其中，n＝1,2,...,n，|sn|表示集合sn中元素的個數(shù)，ε為一個大于0小于1的常數(shù)，ω為一個大于n的常數(shù)；

第n個工序部門基站n根據(jù)概率分布qn，更新所選擇的信道sn(t)，并在信道上發(fā)送數(shù)據(jù)，n＝1,2,…,n；

根據(jù)所選擇的信道集合sn(t)，第n個工序部門n測量所收到的干擾并將報告給工序部門基站n，其中l(wèi)∈sn(t)，工序部門基站n計算所處于的smallcell的容量

其中b0為每個信道的帶寬，為工序部門基站n在信道l上的發(fā)射功率，表示工序部門基站n在信道l上的功率增益，n0為噪聲功率譜密度；

第n個工序部門基站n更新自己此時的狀態(tài)αn(t)，n＝1,2,...,n；

當更新次數(shù)到達預設(shè)門限值，各個工序部門基站選擇最終使用的信道集合，各個工序部門基站判斷迭代次數(shù)計數(shù)器是否滿足t≤t，即迭代次數(shù)小于門限值t；

第n個工序部門基站n根據(jù)自己的策略計數(shù)器cn，選擇最終使用的信道集合

其中sn_ind為集合sn在集合sn中的編號，cn(1,sn_ind)表示策略計數(shù)器cn中第1行第sn_ind列元素的值。

初始化所述參數(shù)的方法為：

第n個工序部門基站n對可用的信道集合sn進行編號，并隨機選擇一組信道sn(0)∈sn進行傳輸，n＝0,1,...,n；

其中k為網(wǎng)絡(luò)中正交信道的數(shù)目，|sn|為向量sn中元素的數(shù)目，kn為第n個工序部門基站所需的信道，sn(0)為第n個工序部門基站在第0次迭代時所使用的信道集合，n為異構(gòu)蜂窩網(wǎng)絡(luò)中工序部門基站的數(shù)目；

第n個工序部門基站n將自身狀態(tài)αn(0)置為0，同時清零迭代次數(shù)計數(shù)器t以及策略計數(shù)器

其中，αn(0)表示工序部門基站n在第0次迭代時的狀態(tài)，|sn|表示集合sn中元素的個數(shù)，表示一個一行|sn|列的全零向量；

第n個工序部門基站更新自己此時的狀態(tài)αn(t)，n＝1,2,...,n具體方法為：

1)觀察在第t-1次迭代后的狀態(tài)αn(t-1)，如果αn(t-1)為1，執(zhí)行各個工序部門基站根據(jù)周圍的干擾情況，重復更新自己的迭代次數(shù)計數(shù)器以及策略計數(shù)器，工序部門基站根據(jù)周圍的干擾情況，更新自己的迭代次數(shù)計數(shù)器以及策略計數(shù)器；

否則執(zhí)行：當更新次數(shù)到達預設(shè)門限值，各個工序部門基站選擇最終使用的信道集合，各個工序部門基站判斷迭代次數(shù)計數(shù)器是否滿足t≤t，即迭代次數(shù)小于門限值t；

2)判斷信道集合sn(t-1)等于sn(t)與容量rn(t-1)等于rn(t)是否同時成立，如果成立，將αn(t)設(shè)置為1；

否則執(zhí)行：當更新次數(shù)到達預設(shè)門限值，各個工序部門基站選擇最終使用的信道集合，各個工序部門基站判斷迭代次數(shù)計數(shù)器是否滿足t≤t，即迭代次數(shù)小于門限值t；

3)以概率將αn(t)設(shè)置為1；以概率1-ρ將αn(t)設(shè)置為0，其中，參數(shù)ε為一個大于0小于1的常數(shù)，β為一個屬于實數(shù)集合的常數(shù)，為一個常數(shù)，參數(shù)b0為每個信道的帶寬，為工序部門基站n在信道k上的發(fā)射功率，表示工序部門基站n在信道k上的功率增益,n0為噪聲功率譜密度；

4)第n個工序部門基站n根據(jù)選擇的信道集合sn(t)以及更新的狀態(tài)αn(t)，更新策略計數(shù)器cn，n＝1,2,...,n：

如果αn(t)等于1，cn(1,sn(t)_ind)＝cn(1,sn(t)_ind)+1，其中sn(t)_ind表示信道集sn(t)在集合sn中的編號。

所述信息接收模塊接收信號的信號模型表示為：

r(t)＝x1(t)+x2(t)+…+xn(t)+v(t)

其中，xi(t)為時頻重疊信號的各個信號分量，各分量信號獨立不相關(guān)，n為時頻重疊信號分量的個數(shù)，θki表示對各個信號分量載波相位的調(diào)制，fci為載波頻率，aki為第i個信號在k時刻的幅度，tsi為碼元長度。

優(yōu)選的，所述電量模塊對調(diào)控模塊傳輸?shù)墓β市畔⑦M行數(shù)據(jù)融合，得到最終的信號能量的統(tǒng)計量，進行調(diào)控電量；具體方法包括：

根據(jù)各個節(jié)點的信噪比γi為每一個參與合作的各工序部門信號集cri,i＝1…k設(shè)計一個權(quán)重然后對收集得到的信號能量統(tǒng)計量ui進行線性加權(quán)得到最終的信號能量的統(tǒng)計量

優(yōu)選的，所述信息處理模塊獲取信息接收模塊傳輸?shù)母蓴_信號與期望信號的功率比ki(i＝1,2)，信噪比以及干擾與期望信號的空間相關(guān)度cos²θ，并計算時頻重疊信號的各個信號分量xi(t)的接收準則

其中，i＝1,2，為信噪比，

對于i＝1，e1＝h1p1，

對于i＝2，e2＝h2p2，

當接收準則信超2db～8db，進行報警。

使用時，使用者可以將電源模塊12對控制終端1和中央處理器9進行通電，然后打開控制終端1，根據(jù)現(xiàn)有的電能情況進行實時的調(diào)控，控制終端1發(fā)出的信息會經(jīng)過信息接收模塊6和信息處理模塊7通過a/d轉(zhuǎn)換器8傳遞給中央處理器9，最后中央處理器9來經(jīng)過調(diào)控模塊調(diào)節(jié)電量11。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。