本文關(guān)鍵詞：一種多層輕量型低功耗的WSN協(xié)議的研究與實(shí)現(xiàn)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)(Wireless Sensor Network, WSN)是大量傳感節(jié)點(diǎn)通過單跳或者多跳的通信方式,自組織形成的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),每個(gè)傳感節(jié)點(diǎn)均具有一定的傳感、計(jì)算、無(wú)線通信的能力以及有限的能量,通過互相關(guān)聯(lián)、合作,將感知的溫度、濕度等傳感信息發(fā)送給觀察者集中處理。當(dāng)前WSN的研究已經(jīng)由理論向產(chǎn)業(yè)應(yīng)用轉(zhuǎn)化,并進(jìn)入了規(guī)模應(yīng)用階段。 倉(cāng)儲(chǔ)監(jiān)測(cè)是現(xiàn)代物流供應(yīng)鏈中不可或缺的一環(huán),是保障儲(chǔ)存物品品質(zhì),預(yù)防災(zāi)害發(fā)生的重要手段。倉(cāng)儲(chǔ)監(jiān)測(cè)應(yīng)用具有物品擺放密集、周轉(zhuǎn)周期不固定、傳感節(jié)點(diǎn)數(shù)量多等特點(diǎn),這些特點(diǎn)為面向倉(cāng)儲(chǔ)監(jiān)測(cè)應(yīng)用的WSN帶來了挑戰(zhàn)。本論文研究和實(shí)現(xiàn)了一種面向倉(cāng)儲(chǔ)監(jiān)測(cè)的WSN協(xié)議,并在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了一套具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值的硬件平臺(tái),它有效解決了WSN在倉(cāng)儲(chǔ)物流監(jiān)測(cè)應(yīng)用上的局限性。 本論文對(duì)所給出協(xié)議的數(shù)據(jù)避讓機(jī)制、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、組網(wǎng)方式、數(shù)據(jù)融合方法與時(shí)隙分配算法進(jìn)行了詳細(xì)的討論。協(xié)議在MAC層采用時(shí)隙分配與CSMA-CA相結(jié)合的方式,有效避免數(shù)據(jù)碰撞；在網(wǎng)絡(luò)層采用樹簇狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),數(shù)據(jù)在簇頭結(jié)點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)融合,簡(jiǎn)化節(jié)點(diǎn)路由算法,降低傳輸能量損耗；結(jié)合時(shí)隙方式與樹狀結(jié)構(gòu),提出了基于權(quán)值的時(shí)隙分配算法,有效均衡網(wǎng)絡(luò)能量。并且協(xié)議借助電磁喚醒技術(shù)實(shí)現(xiàn)了路由節(jié)點(diǎn)睡眠。 倉(cāng)儲(chǔ)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的硬件平臺(tái)由傳感節(jié)點(diǎn)和網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)組成,傳感節(jié)點(diǎn)在硬件上實(shí)現(xiàn)了低功耗的電源管理,并且具備低功耗的數(shù)據(jù)顯示功能；網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)了對(duì)網(wǎng)內(nèi)無(wú)線傳感節(jié)點(diǎn)的實(shí)時(shí)控制和WSN協(xié)議到TCP/IP協(xié)議的轉(zhuǎn)換,提供有線以太網(wǎng)/Vi-Fi/GPRS三種網(wǎng)絡(luò)接入模式。 協(xié)議棧及硬件平臺(tái)已成功部署到川渝煙草公司成都倉(cāng)庫(kù)的煙葉醇化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中,實(shí)際運(yùn)行表明,網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行穩(wěn)定,數(shù)據(jù)傳輸可靠,網(wǎng)絡(luò)壽命預(yù)期可達(dá)23.5個(gè)月。
【關(guān)鍵詞】：無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò) 低功耗 自組織 倉(cāng)儲(chǔ)監(jiān)測(cè)
【學(xué)位授予單位】：北京郵電大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TN929.5;TP212.9
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 緒論9-21
• 1.1 研究背景與意義9-11
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-19
• 1.2.1 路由協(xié)議的分析與比較12-15
• 1.2.2 MAC協(xié)議的分析與比較15-17
• 1.2.3 WSN協(xié)議實(shí)現(xiàn)方案17-19
• 1.3 本文的研究?jī)?nèi)容及結(jié)構(gòu)安排19-20
• 1.4 本章小結(jié)20-21
• 第二章 面向倉(cāng)儲(chǔ)監(jiān)測(cè)的WSN體系架構(gòu)的設(shè)計(jì)21-26
• 2.1 倉(cāng)儲(chǔ)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的應(yīng)用環(huán)境分析21-22
• 2.2 倉(cāng)儲(chǔ)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的架構(gòu)設(shè)計(jì)22-23
• 2.3 倉(cāng)儲(chǔ)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的功能需求分析23-25
• 2.4 本章小結(jié)25-26
• 第三章 面向倉(cāng)儲(chǔ)監(jiān)測(cè)的WSN協(xié)議研究26-41
• 3.1 IEEE 802.15.4標(biāo)準(zhǔn)的研究與分析26-30
• 3.1.1 IEEE 802.15.4協(xié)議架構(gòu)26-30
• 3.1.2 IEEE 802.15.4網(wǎng)絡(luò)模型30
• 3.2 路由機(jī)制30-36
• 3.2.1 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)31
• 3.2.2 路由協(xié)議設(shè)計(jì)31-36
• 3.3 數(shù)據(jù)融合方法和時(shí)隙分配機(jī)制36-39
• 3.3.1 數(shù)據(jù)融合方法設(shè)計(jì)37
• 3.3.2 時(shí)隙分配機(jī)制37-39
• 3.4 本章小結(jié)39-41
• 第四章 無(wú)線傳感節(jié)點(diǎn)的低功耗優(yōu)化設(shè)計(jì)41-46
• 4.1 硬件電路設(shè)計(jì)41-42
• 4.2 低功耗供電方案設(shè)計(jì)42-44
• 4.3 低功耗數(shù)據(jù)顯示方案設(shè)計(jì)44-45
• 4.4 本章小結(jié)45-46
• 第五章 多模接入的網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)46-59
• 5.1 硬件設(shè)計(jì)46-52
• 5.1.1 硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)46-48
• 5.1.2 供電方案設(shè)計(jì)48-49
• 5.1.3 網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)PCB設(shè)計(jì)49-52
• 5.2 軟件設(shè)計(jì)52-58
• 5.2.1 軟件程序架構(gòu)52-53
• 5.2.2 系統(tǒng)任務(wù)劃分53-54
• 5.2.3 collect任務(wù)軟件設(shè)計(jì)54-55
• 5.2.4 TCP任務(wù)軟件設(shè)計(jì)55-57
• 5.2.5 網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)與數(shù)據(jù)服務(wù)器通訊協(xié)議設(shè)計(jì)57-58
• 5.3 本章小結(jié)58-59
• 第六章 基于WSN的倉(cāng)儲(chǔ)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的應(yīng)用示范59-66
• 6.1 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的部署59-61
• 6.2 低功耗性能測(cè)試61-63
• 6.3 數(shù)據(jù)采集測(cè)試63-65
• 6.4 本章小結(jié)65-66
• 第七章 總結(jié)與展望66-68
• 參考文獻(xiàn)68-72
• 致謝72-73
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文73

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：329698