【摘要】：為解決大面積水稻田無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)能量消耗過(guò)快和丟包率嚴(yán)重等問(wèn)題,該文提出了不同天線模式下的3種組網(wǎng)方案:配備全向天線的分環(huán)多跳網(wǎng)絡(luò)、配備定向天線的多跳網(wǎng)絡(luò)和配備混合天線的分簇多跳網(wǎng)絡(luò)。第一組網(wǎng)絡(luò),處于不同環(huán)中配備全向天線節(jié)點(diǎn)采用多跳傳輸模式將數(shù)據(jù)包傳輸?shù)交?第二組網(wǎng)絡(luò),各級(jí)配備定向天線節(jié)點(diǎn)采用多跳傳輸模式將數(shù)據(jù)包傳輸至第一級(jí)節(jié)點(diǎn);最后一組網(wǎng)絡(luò),借助于雙簇頭分簇思想,主簇頭接受副簇頭匯聚于成員節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)包與基站多跳通信。首先,介紹了3種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)間的差異;然后,從網(wǎng)絡(luò)能耗角度,理論上分別計(jì)算了3組網(wǎng)絡(luò)的能量消耗;仿真試驗(yàn)表明,混合天線分簇多跳組網(wǎng)方案相比定向天線多跳方案數(shù)據(jù)包個(gè)數(shù)提升了近10倍;相比全向天線分環(huán)多跳方案網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定周期延長(zhǎng)了24.3%,網(wǎng)絡(luò)壽命延長(zhǎng)了28.2%;最后,采用無(wú)線通信模塊nRF905射頻芯片和TDJ-0825BKM1定向天線進(jìn)行了水稻田組網(wǎng)試驗(yàn),結(jié)果表明混合天線分簇多跳網(wǎng)絡(luò)相比全向天線分環(huán)多跳網(wǎng)絡(luò)丟包率降低了8.11%,平均存活時(shí)間效率提高了8.66%。該研究可為大面積水稻田無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)方案的設(shè)計(jì)提供參考。
[Abstract]:In order to solve the problems of fast energy consumption and serious packet loss rate in large area paddy wireless sensor networks, this paper proposes three networking schemes under different antenna modes: a multi-hop network with omnidirectional antennas. Multi-hop network with directional antenna and cluster multi-hop network with hybrid antenna. The first group of networks is equipped with omnidirectional antenna nodes in different rings to transmit data packets to the base station in multi-hop transmission mode; the second group network is equipped with directional antenna nodes to transmit data packets to the first stage node in multi-hop transmission mode. In the last group of networks, with the help of the idea of double cluster head clustering, the main cluster head receives the data packets converging on the member nodes to communicate with the base station in multiple hops. Firstly, the differences between the three network topologies are introduced, and then, the energy consumption of three groups of networks is calculated theoretically from the point of view of network energy consumption. The simulation results show that the number of packets in the hybrid antenna clustering and multi-hop network scheme is nearly 10 times higher than that in the directional antenna multi-hop scheme. Compared with the multi-hop scheme with omnidirectional antenna, the network stability period is increased by 24.3and the network lifetime is increased by 28.2kyr. Finally, the wireless communication module nRF905 RF chip and the TDJ-0825BKM1 directional antenna are used to test the paddy field network. The results show that the packet loss rate of the hybrid antenna cluster multi-hop network is 8.11% lower than that of the omnidirectional antenna split-loop multi-hop network. The average survival time efficiency increased 8.66%. This study can be used as a reference for the design of wireless sensor network networking scheme in large area paddy field.
【作者單位】： 華南農(nóng)業(yè)大學(xué)工程學(xué)院;華南農(nóng)業(yè)大學(xué)南方農(nóng)業(yè)機(jī)械與裝備關(guān)鍵技術(shù)省部共建教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;廣東工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院;
【基金】：廣東省科技計(jì)劃項(xiàng)目(2010B020315021,2011B020313019) 2012省級(jí)扶持農(nóng)業(yè)機(jī)械化發(fā)展專項(xiàng)資金 國(guó)家級(jí)星火計(jì)劃項(xiàng)目(2013GA780046)
【分類號(hào)】：TN929.5;TP212.9

【參考文獻(xiàn)】

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【共引文獻(xiàn)】

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【二級(jí)參考文獻(xiàn)】

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相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 羅漢江;海洋監(jiān)測(cè)傳感器網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)研究[D];中國(guó)海洋大學(xué);2010年

2 王越超;中高速傳感器網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量保障關(guān)鍵技術(shù)研究[D];廣東工業(yè)大學(xué);2012年

3 張可;無(wú)線移動(dòng)自組織及傳感器網(wǎng)絡(luò)中若干問(wèn)題的研究[D];電子科技大學(xué);2010年

4 吳曉培;傳感器網(wǎng)絡(luò)的部署以及節(jié)能研究[D];電子科技大學(xué);2012年

5 易葉青;傳感器網(wǎng)絡(luò)中基于數(shù)字水印的安全數(shù)據(jù)收集機(jī)制[D];湖南大學(xué);2011年

6 張曉麗;光纖結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及其傳感器網(wǎng)絡(luò)可靠性研究[D];南京航空航天大學(xué);2012年

7 郜帥;移動(dòng)傳感器網(wǎng)絡(luò)高效數(shù)據(jù)收集機(jī)制研究[D];北京交通大學(xué);2010年

8 崔筱寧;基于傳感器網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)散型事件監(jiān)測(cè)技術(shù)研究[D];中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué);2010年

9 解文斌;面向監(jiān)測(cè)應(yīng)用的傳感器網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)研究[D];國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2009年

10 李明;異構(gòu)傳感器網(wǎng)絡(luò)覆蓋算法研究[D];重慶大學(xué);2011年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 劉斌;跨層優(yōu)化技術(shù)在傳感器網(wǎng)絡(luò)中的研究與應(yīng)用[D];太原理工大學(xué);2011年

2 李白莉;改進(jìn)DV-Hop算法在隨機(jī)傳感器網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用研究[D];太原科技大學(xué);2011年

3 劉廣;基于NS2的無(wú)線多媒體傳感器網(wǎng)絡(luò)多路徑路由算法仿真與實(shí)現(xiàn)[D];陜西師范大學(xué);2010年

4 沈昊為;傳感器網(wǎng)絡(luò)中基于Voronoi網(wǎng)格的快速覆蓋判定算法研究[D];湖南大學(xué);2010年

5 彭蓓雷;基于低時(shí)延和區(qū)分服務(wù)的中高速傳感器網(wǎng)絡(luò)QoS保證MAC協(xié)議研究[D];廣東工業(yè)大學(xué);2011年

6 沈卓;基于虛擬MIMO的無(wú)線溫室測(cè)控系統(tǒng)傳感器網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)研究[D];江蘇大學(xué);2010年

7 王巖;基于流場(chǎng)守恒律模型的傳感器網(wǎng)絡(luò)路由技術(shù)研究[D];南京理工大學(xué);2010年

8 王肯生;電力載波傳感器網(wǎng)絡(luò)路由算法的研究[D];中國(guó)石油大學(xué);2010年

9 何鎏;基于嵌入式系統(tǒng)和現(xiàn)場(chǎng)總線的多參量傳感器網(wǎng)絡(luò)研究[D];上海交通大學(xué);2011年

10 張軍;非均勻無(wú)線多媒體傳感器網(wǎng)絡(luò)路由算法及其仿真與研究[D];陜西師范大學(xué);2010年

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本文編號(hào)：2403261