森林資源數(shù)據(jù)獲取的移動(dòng)Sink無線傳感器網(wǎng)絡(luò)可靠性研究
發(fā)布時(shí)間:2021-02-08 22:24
無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(Wireless Sensor Networks, WSNs)是由部署在監(jiān)測(cè)區(qū)域的、大量的傳感器節(jié)點(diǎn)通過多跳組織的形式構(gòu)成的無線網(wǎng)絡(luò)。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)主要是利用傳感器節(jié)點(diǎn)的傳感器感知監(jiān)測(cè)對(duì)象的信息,并通過無線網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)傳送給匯聚節(jié)點(diǎn)(Sink節(jié)點(diǎn)),匯聚節(jié)點(diǎn)再通過以太網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)等形式將數(shù)據(jù)上傳到監(jiān)控中心。傳統(tǒng)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中,節(jié)點(diǎn)不但要承擔(dān)監(jiān)測(cè)的任務(wù),同時(shí)又要做為中繼節(jié)點(diǎn)完成多跳路由的數(shù)據(jù)傳輸任務(wù),所以,在網(wǎng)絡(luò)中距離Sink節(jié)點(diǎn)較近的節(jié)點(diǎn)能量消耗較快,使得無線傳感器網(wǎng)絡(luò)能耗不均。因此,一種基于移動(dòng)Sink的新型無線傳感器網(wǎng)絡(luò)模式得到了廣泛應(yīng)用,它的基本思路是Sink節(jié)點(diǎn)在整個(gè)監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)移動(dòng)以此獲得實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)信息,使得網(wǎng)絡(luò)能量的消耗更加均衡。森林資源的監(jiān)測(cè)和監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的獲取是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的典型應(yīng)用,然而,在面向森林資源的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)過程中,由于林區(qū)氣候、環(huán)境的惡劣導(dǎo)致傳感器節(jié)點(diǎn)極容易出現(xiàn)故障,節(jié)點(diǎn)之間的通信鏈路也極容易受外界氣候的影響而出現(xiàn)通信故障,從而影響無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的傳輸可靠性和運(yùn)行穩(wěn)定性。因此,設(shè)計(jì)高可靠、低功耗的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是滿足森林資源監(jiān)控應(yīng)用的關(guān)...
【文章來源】:東北林業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:106 頁
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
1 緒論
1.1 問題的提出與研究意義
1.2 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)相關(guān)理論及國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的概念
1.2.2 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的可靠性
1.2.3 移動(dòng)Sink的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)
1.2.4 森林資源監(jiān)測(cè)的移動(dòng)Sink無線傳感器網(wǎng)絡(luò)
1.3 論文主要工作
2 移動(dòng)Sink無線傳感器網(wǎng)絡(luò)理論基礎(chǔ)
2.1 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)
2.1.1 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)
2.1.2 ZigBee協(xié)議棧
2.2 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議
2.2.1 平面無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由選擇協(xié)議
2.2.2 分簇?zé)o線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由選擇協(xié)議
2.2.3 基于移動(dòng)sink節(jié)點(diǎn)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議
2.3 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)MAC協(xié)議
2.3.1 基于競(jìng)爭(zhēng)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)MAC協(xié)議
2.3.2 基于調(diào)度的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)MAC協(xié)議
2.3.3 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)MAC協(xié)議的分析
2.4 本章小結(jié)
3 森林?jǐn)?shù)據(jù)獲取的移動(dòng)Sink路由協(xié)議研究
3.1 相關(guān)研究工作
3.2 系統(tǒng)能耗模型
3.3 Sink節(jié)點(diǎn)更新過程
3.4 路由選擇過程
3.4.1 路由選擇
3.4.2 全網(wǎng)周期廣播Sink節(jié)點(diǎn)
3.5 仿真實(shí)驗(yàn)
3.5.1 仿真工具介紹
3.5.2 實(shí)驗(yàn)環(huán)境設(shè)置
3.5.3 節(jié)點(diǎn)數(shù)量變化
3.5.4 節(jié)點(diǎn)移動(dòng)速率變化
3.5.5 α的值變化
3.6 本章小結(jié)
4 森林?jǐn)?shù)據(jù)獲取的移動(dòng)Sink的MAC協(xié)議改進(jìn)
4.1 相關(guān)研究工作
4.2 DSMAC協(xié)議
4.3 仿真實(shí)驗(yàn)
4.4 本章小結(jié)
5 森林?jǐn)?shù)據(jù)獲取的移動(dòng)Sink鏈路可靠性研究
5.1 相關(guān)研究工作
5.2 傳感器節(jié)點(diǎn)的可靠度分析
5.2.1 節(jié)點(diǎn)和邊的可靠性模型
5.2.2 節(jié)點(diǎn)和邊不可靠網(wǎng)絡(luò)可靠度
5.3 異構(gòu)MDD圖
5.3.1 構(gòu)造MDD
5.3.2 異構(gòu)MDD可靠度計(jì)算
5.3.3 節(jié)點(diǎn)的能耗模型
5.4 算法實(shí)現(xiàn)
5.5 仿真實(shí)驗(yàn)
5.6 本章小節(jié)
6 東方紅濕地保護(hù)區(qū)資源監(jiān)控測(cè)試及數(shù)據(jù)分析
6.1 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)搭建
6.2 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)測(cè)試及分析
6.3 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]具有移動(dòng)sink的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)能量均衡分簇路由協(xié)議[J]. 鐘智,羅大庸,劉少強(qiáng),樊曉平,瞿志華,李勇周. 控制與決策. 2012(08)
[2]DLD-MAC:一種區(qū)分服務(wù)的低時(shí)延傳感器網(wǎng)絡(luò)MAC協(xié)議[J]. 舒俊浩,白光偉,沈航. 計(jì)算機(jī)科學(xué). 2012(06)
[3]無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中面向緊急信息可靠傳輸協(xié)議[J]. 梁露露,高德云,秦雅娟,張宏科. 電子與信息學(xué)報(bào). 2012(01)
[4]無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中基于多路徑的可靠路由協(xié)議研究[J]. 張莉,李金寶. 計(jì)算機(jī)研究與發(fā)展. 2011(S2)
[5]森林資源變化遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 李世明,王志慧,韓學(xué)文,賈可. 北京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2011(03)
[6]一種應(yīng)用于林業(yè)監(jiān)測(cè)的鏈?zhǔn)椒执責(zé)o線傳感器網(wǎng)絡(luò)[J]. 張浩平. 林業(yè)實(shí)用技術(shù). 2010(10)
[7]森林覆蓋變化遙感監(jiān)測(cè)方法研究進(jìn)展[J]. 吳雪瓊,覃先林,周汝良,盧穎,陳爾學(xué),李增元. 林業(yè)資源管理. 2010(04)
[8]基于小世界模型的WSN簇間拓?fù)鋬?yōu)化方法[J]. 景維鵬,劉亞秋,楊顯輝. 計(jì)算機(jī)科學(xué). 2010(06)
[9]基于隨機(jī)行走的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)簇間拓?fù)溲莼痆J]. 陳力軍,劉明,陳道蓄,謝立. 計(jì)算機(jī)學(xué)報(bào). 2009(01)
[10]基于小世界現(xiàn)象的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋬?yōu)化[J]. 葉秀彩,許力,林力偉. 福建師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2008(05)
博士論文
[1]無線傳感器網(wǎng)絡(luò)MAC協(xié)議高能效性能研究[D]. 何晨光.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2011
[2]基于離散概率模型的二端網(wǎng)絡(luò)可靠性分析[D]. 肖宇峰.北京郵電大學(xué) 2009
碩士論文
[1]無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中sink節(jié)點(diǎn)移動(dòng)策略的研究[D]. 王福林.吉林大學(xué) 2013
[2]基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的森林環(huán)境監(jiān)測(cè)云平臺(tái)研究與實(shí)現(xiàn)[D]. 劉宏宇.中國林業(yè)科學(xué)研究院 2012
[3]無線傳感器網(wǎng)絡(luò)自適應(yīng)高能效MAC協(xié)議的研究[D]. 杜仕雄.電子科技大學(xué) 2012
本文編號(hào):3024621
【文章來源】:東北林業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:106 頁
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
1 緒論
1.1 問題的提出與研究意義
1.2 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)相關(guān)理論及國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的概念
1.2.2 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的可靠性
1.2.3 移動(dòng)Sink的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)
1.2.4 森林資源監(jiān)測(cè)的移動(dòng)Sink無線傳感器網(wǎng)絡(luò)
1.3 論文主要工作
2 移動(dòng)Sink無線傳感器網(wǎng)絡(luò)理論基礎(chǔ)
2.1 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)
2.1.1 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)
2.1.2 ZigBee協(xié)議棧
2.2 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議
2.2.1 平面無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由選擇協(xié)議
2.2.2 分簇?zé)o線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由選擇協(xié)議
2.2.3 基于移動(dòng)sink節(jié)點(diǎn)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議
2.3 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)MAC協(xié)議
2.3.1 基于競(jìng)爭(zhēng)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)MAC協(xié)議
2.3.2 基于調(diào)度的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)MAC協(xié)議
2.3.3 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)MAC協(xié)議的分析
2.4 本章小結(jié)
3 森林?jǐn)?shù)據(jù)獲取的移動(dòng)Sink路由協(xié)議研究
3.1 相關(guān)研究工作
3.2 系統(tǒng)能耗模型
3.3 Sink節(jié)點(diǎn)更新過程
3.4 路由選擇過程
3.4.1 路由選擇
3.4.2 全網(wǎng)周期廣播Sink節(jié)點(diǎn)
3.5 仿真實(shí)驗(yàn)
3.5.1 仿真工具介紹
3.5.2 實(shí)驗(yàn)環(huán)境設(shè)置
3.5.3 節(jié)點(diǎn)數(shù)量變化
3.5.4 節(jié)點(diǎn)移動(dòng)速率變化
3.5.5 α的值變化
3.6 本章小結(jié)
4 森林?jǐn)?shù)據(jù)獲取的移動(dòng)Sink的MAC協(xié)議改進(jìn)
4.1 相關(guān)研究工作
4.2 DSMAC協(xié)議
4.3 仿真實(shí)驗(yàn)
4.4 本章小結(jié)
5 森林?jǐn)?shù)據(jù)獲取的移動(dòng)Sink鏈路可靠性研究
5.1 相關(guān)研究工作
5.2 傳感器節(jié)點(diǎn)的可靠度分析
5.2.1 節(jié)點(diǎn)和邊的可靠性模型
5.2.2 節(jié)點(diǎn)和邊不可靠網(wǎng)絡(luò)可靠度
5.3 異構(gòu)MDD圖
5.3.1 構(gòu)造MDD
5.3.2 異構(gòu)MDD可靠度計(jì)算
5.3.3 節(jié)點(diǎn)的能耗模型
5.4 算法實(shí)現(xiàn)
5.5 仿真實(shí)驗(yàn)
5.6 本章小節(jié)
6 東方紅濕地保護(hù)區(qū)資源監(jiān)控測(cè)試及數(shù)據(jù)分析
6.1 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)搭建
6.2 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)測(cè)試及分析
6.3 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]具有移動(dòng)sink的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)能量均衡分簇路由協(xié)議[J]. 鐘智,羅大庸,劉少強(qiáng),樊曉平,瞿志華,李勇周. 控制與決策. 2012(08)
[2]DLD-MAC:一種區(qū)分服務(wù)的低時(shí)延傳感器網(wǎng)絡(luò)MAC協(xié)議[J]. 舒俊浩,白光偉,沈航. 計(jì)算機(jī)科學(xué). 2012(06)
[3]無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中面向緊急信息可靠傳輸協(xié)議[J]. 梁露露,高德云,秦雅娟,張宏科. 電子與信息學(xué)報(bào). 2012(01)
[4]無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中基于多路徑的可靠路由協(xié)議研究[J]. 張莉,李金寶. 計(jì)算機(jī)研究與發(fā)展. 2011(S2)
[5]森林資源變化遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 李世明,王志慧,韓學(xué)文,賈可. 北京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2011(03)
[6]一種應(yīng)用于林業(yè)監(jiān)測(cè)的鏈?zhǔn)椒执責(zé)o線傳感器網(wǎng)絡(luò)[J]. 張浩平. 林業(yè)實(shí)用技術(shù). 2010(10)
[7]森林覆蓋變化遙感監(jiān)測(cè)方法研究進(jìn)展[J]. 吳雪瓊,覃先林,周汝良,盧穎,陳爾學(xué),李增元. 林業(yè)資源管理. 2010(04)
[8]基于小世界模型的WSN簇間拓?fù)鋬?yōu)化方法[J]. 景維鵬,劉亞秋,楊顯輝. 計(jì)算機(jī)科學(xué). 2010(06)
[9]基于隨機(jī)行走的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)簇間拓?fù)溲莼痆J]. 陳力軍,劉明,陳道蓄,謝立. 計(jì)算機(jī)學(xué)報(bào). 2009(01)
[10]基于小世界現(xiàn)象的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋬?yōu)化[J]. 葉秀彩,許力,林力偉. 福建師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2008(05)
博士論文
[1]無線傳感器網(wǎng)絡(luò)MAC協(xié)議高能效性能研究[D]. 何晨光.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2011
[2]基于離散概率模型的二端網(wǎng)絡(luò)可靠性分析[D]. 肖宇峰.北京郵電大學(xué) 2009
碩士論文
[1]無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中sink節(jié)點(diǎn)移動(dòng)策略的研究[D]. 王福林.吉林大學(xué) 2013
[2]基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的森林環(huán)境監(jiān)測(cè)云平臺(tái)研究與實(shí)現(xiàn)[D]. 劉宏宇.中國林業(yè)科學(xué)研究院 2012
[3]無線傳感器網(wǎng)絡(luò)自適應(yīng)高能效MAC協(xié)議的研究[D]. 杜仕雄.電子科技大學(xué) 2012
本文編號(hào):3024621
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