基于WSN的污水監(jiān)測系統(tǒng)拓?fù)淇刂扑惴ㄑ芯?/H1>
發(fā)布時間：2017-09-02 05:04
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更多相關(guān)文章： WSN 污水監(jiān)測系統(tǒng) 拓?fù)淇刂?/b> LEACH算法
【摘要】：水是人類社會生存和進(jìn)步不可替代的資源與保障。通過對城市污水快速高效的處理,不僅可以保障城市穩(wěn)定持續(xù)地供水,也可以使有限的水資源得到循環(huán)利用,達(dá)到生態(tài)環(huán)保的目的。針對傳統(tǒng)的污水監(jiān)測系統(tǒng)存在花費造價高、自動化程度低、監(jiān)測數(shù)據(jù)不能及時采集等缺陷,本文提出了一種基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(Wireless Sensor Network,WSN)的污水監(jiān)測系統(tǒng),并重點研究與改進(jìn)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淇刂扑惴�。課題源于陜西省科學(xué)技術(shù)研究發(fā)展計劃項目,對西安市第三污水處理廠污水水質(zhì)實施監(jiān)測。在此監(jiān)測系統(tǒng)中,高效優(yōu)化的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)控制,既能有效減少傳感器節(jié)點的能耗,也為監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)MAC協(xié)議和路由協(xié)議效率的提高、時間同步和數(shù)據(jù)融合等方面的實現(xiàn)奠定基礎(chǔ)。本文對多種經(jīng)典拓?fù)淇刂扑惴ㄟM(jìn)行分析對比,結(jié)合污水監(jiān)測過程的性能要求,選擇使用低功耗自適應(yīng)算法(Low Energy Adaptive Clustering Hierarchy,LEACH)。針對LEACH算法在簇頭數(shù)目的選擇隨經(jīng)驗確定、簇頭節(jié)點等概率隨機選舉機制和單跳通信的數(shù)據(jù)傳輸方式三個方面的不足,提出了一種基于最優(yōu)簇頭數(shù)目、能量和距離及多跳傳輸方式的改進(jìn)LEACH算法。利用MATLAB軟件,通過仿真實驗分別從網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖、網(wǎng)絡(luò)工作壽命和網(wǎng)絡(luò)剩余能量三個方面對LEACH算法和改進(jìn)算法進(jìn)行比較分析。仿真得到的結(jié)果表明：相較于LEACH算法,本文提出的改進(jìn)算法對系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化,使節(jié)點分簇更加均勻,延遲了死亡節(jié)點的出現(xiàn)時間,有效降低了網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的能量消耗,增加了污水監(jiān)測系統(tǒng)的使用年限。
【關(guān)鍵詞】：WSN 污水監(jiān)測系統(tǒng) 拓?fù)淇刂?/strong> LEACH算法
【學(xué)位授予單位】：西安工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：X84
【目錄】： - 摘要3-4
- Abstract4-8
- 1 緒論8-13
- 1.1 課題研究背景8
- 1.2 課題研究目的及意義8-9
- 1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀9-11
- 1.3.1 污水監(jiān)測國內(nèi)外研究現(xiàn)狀9
- 1.3.2 WSN國內(nèi)外研究現(xiàn)狀9-10
- 1.3.3 WSN拓?fù)淇刂茋鴥?nèi)外研究現(xiàn)狀10-11
- 1.4 論文研究內(nèi)容與結(jié)構(gòu)安排11-13
- 2 基于WSN的污水監(jiān)測系統(tǒng)概述13-20
- 2.1 課題來源13
- 2.2 基于WSN污水監(jiān)測系統(tǒng)介紹13-16
- 2.2.1 WSN簡述13
- 2.2.2 系統(tǒng)整體架構(gòu)13-14
- 2.2.3 水質(zhì)監(jiān)測參數(shù)14-15
- 2.2.4 傳感器節(jié)點結(jié)構(gòu)15-16
- 2.2.5 協(xié)議棧結(jié)構(gòu)16
- 2.3 基于WSN污水監(jiān)測系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)介紹16-19
- 2.3.1 拓?fù)淇刂?/span>17
- 2.3.2 節(jié)點部署17-18
- 2.3.3 能量調(diào)配18
- 2.3.4 數(shù)據(jù)融合18-19
- 2.3.5 通信協(xié)議19
- 2.4 本章小結(jié)19-20
- 3 基于WSN的污水監(jiān)測系統(tǒng)拓?fù)淇刂扑惴ǚ治?/span>20-28
- 3.1 拓?fù)淇刂茖ξ鬯O(jiān)測系統(tǒng)的意義20-21
- 3.2 WSN拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分類21-23
- 3.3 WSN拓?fù)淇刂扑惴ǚ诸?/span>23-25
- 3.3.1 功率控制算法23-24
- 3.3.2 層次拓?fù)淇刂扑惴?/span>24-25
- 3.3.3 不同拓?fù)淇刂扑惴ǖ谋容^25
- 3.4 面向污水監(jiān)測系統(tǒng)拓?fù)淇刂扑惴ǖ男阅芤?/span>25-26
- 3.5 污水監(jiān)測系統(tǒng)拓?fù)淇刂扑惴ǖ倪x用26-27
- 3.6 本章小結(jié)27-28
- 4 LEACH算法面向污水監(jiān)測系統(tǒng)的分析與改進(jìn)28-39
- 4.1 能耗模型28
- 4.2 LEACH算法介紹28-31
- 4.2.1 簇的產(chǎn)生時期29-30
- 4.2.2 穩(wěn)定傳輸階段30-31
- 4.3 LEACH算法分析31
- 4.4 LEACH改進(jìn)算法設(shè)計思路31-32
- 4.5 LEACH改進(jìn)算法工作步驟32-38
- 4.5.1 最優(yōu)簇頭概率32-34
- 4.5.2 簇頭選取機制34-36
- 4.5.3 多跳傳輸方式36-38
- 4.6 本章小結(jié)38-39
- 5 算法仿真與結(jié)果分析39-57
- 5.1 仿真環(huán)境介紹39
- 5.2 算法仿真及性能分析39-47
- 5.2.1 比較算法的簇頭分布狀況41-43
- 5.2.2 比較算法的網(wǎng)絡(luò)生存周期43-45
- 5.2.3 比較網(wǎng)絡(luò)的剩余能量45-47
- 5.3 污水監(jiān)測系統(tǒng)應(yīng)用指標(biāo)分析47-56
- 5.3.1 WSN網(wǎng)絡(luò)規(guī)模47-49
- 5.3.2 Sink節(jié)點位置49-51
- 5.3.3 最優(yōu)簇頭數(shù)目51-56
- 5.4 本章小結(jié)56-57
- 6 結(jié)論57-60
- 6.1 總結(jié)57
- 6.2 展望57-60
- 參考文獻(xiàn)60-63
- 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文63-64
- 致謝64-66
【相似文獻(xiàn)】
中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前3條
1 朱曉穎;劉曉文;胡明;;無線傳感器網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淇刂扑惴ㄑ芯窟M(jìn)展[J];工礦自動化;2009年04期
2 李華;陳超;盧令;;無線傳感器網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淇刂扑惴ǖ母倪M(jìn)[J];四川理工學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版);2014年03期
3 ;[J];;年期
中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前2條
1 曾明;胥布工;;基于分層的傳感器網(wǎng)絡(luò)自組織拓?fù)淇刂扑惴ㄑ芯縖A];第二十七屆中國控制會議論文集[C];2008年
2 劉彬;孫超;尹榮榮;郝曉辰;;WSNs中基于博弈的能量均衡分簇拓?fù)淇刂扑惴╗A];2010振動與噪聲測試峰會論文集[C];2010年
中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條
1 馬晨明;面向節(jié)能和容錯的異構(gòu)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)分布式拓?fù)淇刂扑惴ㄑ芯縖D];浙江工業(yè)大學(xué);2015年
2 湯強;無線傳感器網(wǎng)絡(luò)層次拓?fù)淇刂扑惴ㄑ芯縖D];華中科技大學(xué);2010年
3 李曉鴻;無線自組織網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淇刂扑惴ê蛥f(xié)議研究[D];湖南大學(xué);2010年
4 胡黃水;可自維護的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淇刂扑惴ㄑ芯縖D];吉林大學(xué);2012年
5 趙楠楠;無線傳感器網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淇刂扑惴ㄑ芯縖D];北京郵電大學(xué);2011年
6 金鑫;無線傳感器網(wǎng)絡(luò)層次型拓?fù)淇刂扑惴跋嚓P(guān)問題的研究[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2008年
7 張路橋;無線傳感器網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淇刂蒲芯縖D];電子科技大學(xué);2013年
8 馮貴年;無線Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)中鏈路干擾與信息傳輸?shù)姆治黾皟?yōu)化[D];清華大學(xué);2010年
9 陳輝;無線Ad Hoc路由算法和拓?fù)淇刂扑惴ㄑ芯縖D];長安大學(xué);2014年
10 沈中;無線Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涔芾硌芯縖D];西安電子科技大學(xué);2005年
中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條
1 董明如;基于節(jié)點失效的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)容錯拓?fù)淇刂扑惴ㄑ芯縖D];燕山大學(xué);2015年
2 袁銀霞;車用網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淇刂扑惴ㄑ芯縖D];電子科技大學(xué);2014年
3 王倩秋;Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)有效減小干擾的拓?fù)淇刂扑惴ㄑ芯縖D];東北大學(xué);2013年
4 孫茜;Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)抗毀容錯拓?fù)淇刂扑惴ㄑ芯縖D];東北大學(xué);2013年
5 朱增璽;WSN中基于多波束轉(zhuǎn)換天線的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淇刂扑惴ㄑ芯縖D];合肥工業(yè)大學(xué);2014年
6 陳晰;無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中基于剛性圖論的節(jié)能與容錯拓?fù)淇刂扑惴ㄑ芯縖D];河北工程大學(xué);2016年
7 馬嵐;基于WSN的污水監(jiān)測系統(tǒng)拓?fù)淇刂扑惴ㄑ芯縖D];西安工業(yè)大學(xué);2016年
8 王立志;基于沖突模型的拓?fù)渌惴ǖ难芯颗c實現(xiàn)[D];南京理工大學(xué);2008年
9 張作鋒;基于計算機幾何圖的拓?fù)淇刂扑惴╗D];西安電子科技大學(xué);2009年
10 張珠華;空間信息網(wǎng)容錯拓?fù)淇刂扑惴ǖ脑O(shè)計與實現(xiàn)[D];東北大學(xué);2009年
，
本文編號：776523
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【關(guān)鍵詞】：WSN 污水監(jiān)測系統(tǒng) 拓?fù)淇刂?/strong> LEACH算法
【學(xué)位授予單位】：西安工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：X84
【目錄】：
- 摘要3-4
- Abstract4-8
- 1 緒論8-13
- 1.1 課題研究背景8
- 1.2 課題研究目的及意義8-9
- 1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀9-11
- 1.3.1 污水監(jiān)測國內(nèi)外研究現(xiàn)狀9
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- 2.1 課題來源13
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- 2.2.1 WSN簡述13
- 2.2.2 系統(tǒng)整體架構(gòu)13-14
- 2.2.3 水質(zhì)監(jiān)測參數(shù)14-15
- 2.2.4 傳感器節(jié)點結(jié)構(gòu)15-16
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- 2.3 基于WSN污水監(jiān)測系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)介紹16-19
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- 3 基于WSN的污水監(jiān)測系統(tǒng)拓?fù)淇刂扑惴ǚ治?/span>20-28
- 3.1 拓?fù)淇刂茖ξ鬯O(jiān)測系統(tǒng)的意義20-21
- 3.2 WSN拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分類21-23
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- 3.3.1 功率控制算法23-24
- 3.3.2 層次拓?fù)淇刂扑惴?/span>24-25
- 3.3.3 不同拓?fù)淇刂扑惴ǖ谋容^25
- 3.4 面向污水監(jiān)測系統(tǒng)拓?fù)淇刂扑惴ǖ男阅芤?/span>25-26
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- 3.6 本章小結(jié)27-28
- 4 LEACH算法面向污水監(jiān)測系統(tǒng)的分析與改進(jìn)28-39
- 4.1 能耗模型28
- 4.2 LEACH算法介紹28-31
- 4.2.1 簇的產(chǎn)生時期29-30
- 4.2.2 穩(wěn)定傳輸階段30-31
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- 4.4 LEACH改進(jìn)算法設(shè)計思路31-32
- 4.5 LEACH改進(jìn)算法工作步驟32-38
- 4.5.1 最優(yōu)簇頭概率32-34
- 4.5.2 簇頭選取機制34-36
- 4.5.3 多跳傳輸方式36-38
- 4.6 本章小結(jié)38-39
- 5 算法仿真與結(jié)果分析39-57
- 5.1 仿真環(huán)境介紹39
- 5.2 算法仿真及性能分析39-47
- 5.2.1 比較算法的簇頭分布狀況41-43
- 5.2.2 比較算法的網(wǎng)絡(luò)生存周期43-45
- 5.2.3 比較網(wǎng)絡(luò)的剩余能量45-47
- 5.3 污水監(jiān)測系統(tǒng)應(yīng)用指標(biāo)分析47-56
- 5.3.1 WSN網(wǎng)絡(luò)規(guī)模47-49
- 5.3.2 Sink節(jié)點位置49-51
- 5.3.3 最優(yōu)簇頭數(shù)目51-56
- 5.4 本章小結(jié)56-57
- 6 結(jié)論57-60
- 6.1 總結(jié)57
- 6.2 展望57-60
- 參考文獻(xiàn)60-63
- 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文63-64
- 致謝64-66
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1 朱曉穎;劉曉文;胡明;;無線傳感器網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淇刂扑惴ㄑ芯窟M(jìn)展[J];工礦自動化;2009年04期
2 李華;陳超;盧令;;無線傳感器網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淇刂扑惴ǖ母倪M(jìn)[J];四川理工學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版);2014年03期
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2 劉彬;孫超;尹榮榮;郝曉辰;;WSNs中基于博弈的能量均衡分簇拓?fù)淇刂扑惴╗A];2010振動與噪聲測試峰會論文集[C];2010年
中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條
1 馬晨明;面向節(jié)能和容錯的異構(gòu)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)分布式拓?fù)淇刂扑惴ㄑ芯縖D];浙江工業(yè)大學(xué);2015年
2 湯強;無線傳感器網(wǎng)絡(luò)層次拓?fù)淇刂扑惴ㄑ芯縖D];華中科技大學(xué);2010年
3 李曉鴻;無線自組織網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淇刂扑惴ê蛥f(xié)議研究[D];湖南大學(xué);2010年
4 胡黃水;可自維護的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淇刂扑惴ㄑ芯縖D];吉林大學(xué);2012年
5 趙楠楠;無線傳感器網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淇刂扑惴ㄑ芯縖D];北京郵電大學(xué);2011年
6 金鑫;無線傳感器網(wǎng)絡(luò)層次型拓?fù)淇刂扑惴跋嚓P(guān)問題的研究[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2008年
7 張路橋;無線傳感器網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淇刂蒲芯縖D];電子科技大學(xué);2013年
8 馮貴年;無線Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)中鏈路干擾與信息傳輸?shù)姆治黾皟?yōu)化[D];清華大學(xué);2010年
9 陳輝;無線Ad Hoc路由算法和拓?fù)淇刂扑惴ㄑ芯縖D];長安大學(xué);2014年
10 沈中;無線Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涔芾硌芯縖D];西安電子科技大學(xué);2005年
中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條
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2 袁銀霞;車用網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淇刂扑惴ㄑ芯縖D];電子科技大學(xué);2014年
3 王倩秋;Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)有效減小干擾的拓?fù)淇刂扑惴ㄑ芯縖D];東北大學(xué);2013年
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7 馬嵐;基于WSN的污水監(jiān)測系統(tǒng)拓?fù)淇刂扑惴ㄑ芯縖D];西安工業(yè)大學(xué);2016年
8 王立志;基于沖突模型的拓?fù)渌惴ǖ难芯颗c實現(xiàn)[D];南京理工大學(xué);2008年
9 張作鋒;基于計算機幾何圖的拓?fù)淇刂扑惴╗D];西安電子科技大學(xué);2009年
10 張珠華;空間信息網(wǎng)容錯拓?fù)淇刂扑惴ǖ脑O(shè)計與實現(xiàn)[D];東北大學(xué);2009年
，本文編號：776523
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