[发明专利]基于天气数据的无线传感网节点太阳能收集功率预测算法

摘要

本发明提出基于天气数据的无线传感网节点太阳能收集功率预测算法，能够在使用较小空间和时间的同时，准确的预测出带有太阳能采集功能的无线传感网节点的收集功率。本发现充分考虑了天气变化对太阳能收集功率预测的影响，通过对天气变化与太阳能收集功率之间的对比分析，发现了天气变化对太阳能采集的作用关系，从而实现了在天气变化显著场景准确预测节点太阳能收集功率。同时该方法在天气显著变化和天气平稳变化场景均能取得非常高的预测精度。

主权项

1.基于天气数据的无线传感网节点太阳能收集功率预测算法，其特征在于：具体执行步骤如下：步骤1：选择监测区域中过去相邻5年的实时天气类型数据和太阳能收集功率数据，将天气类型分为6种，分别是晴天（C）、晴间多云（PC）、有云（SC）、多云(MCI)、阴天(O)、雨雪(RS)；对不同天气类型不同时隙的太阳能收集功率进行统计处理，根据各天气类数据之间的倍率关系，将倍率关系映射为天气类型数值指数，进入步骤2；步骤2：获取当天的实际天气预报数据，将预测当天的天气预测数据与前一天的天气预测数据进行比较，得到前后两天的天气变化系数，进入步骤3；步骤3：是反映天气是否发生显著变化的阈值，大小是通过对历史实时天气类型数据和节点收集功率数据的分析得出，比较与；若，则认为预测当天与前一天的天气基本相同，直接跳转步骤4；若，则认为预测当天与前一天的天气发生显著变化，直接跳转步骤5；步骤4：先考虑预测当天与前一天的天气基本相同的情况，采用算法的思想；是无线传感网节点前面天第时隙的能量采集值平均值，是一个矩阵，记录了将要预测的时隙的前面个时隙的天气变化情况，其中通过计算得出；是用来反映权重的，其中是通过计算得出，最终计算出反映预测当天与前面一天的天气变化程度（通过预测地点的历史收集功率数据来确定）；而此时的太阳能采集预测值可直接计算，后跳转步骤7；步骤5：当预测当天与前一天天气发生显著变化时，使用预测当天的实际天气预报数据来修正预测误差；是一个矩阵，用来存放将要预测的时隙以及前面个时隙的天气变化情况，其中是通过天气预报数据来计算的，最终计算出天气显著变化时预测当天时隙以及前面个时隙的天气变化程度，进入步骤6；步骤6：天气发生显著变化时，分为两种情况，分别为天气显著变好和天气显著变差；这两种情况对太阳能的采集的影响使用常量来修正；最后，计算出天气发生显著变化时第天第时隙所预测出的太阳能收集功率，进入步骤7；步骤7：将预测结果反馈给传感器节点用于能量管理。