本文關(guān)鍵詞：基于Quorum的WSN自適應(yīng)調(diào)度機(jī)制研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：WSN是由部署在監(jiān)控區(qū)域內(nèi)大量集數(shù)據(jù)采集、處理及通信功能于一體的微型傳感器節(jié)點組成的一種新型無線網(wǎng)絡(luò),由于其組網(wǎng)靈活、動態(tài)拓?fù)湫詮?qiáng)、不需要固定基礎(chǔ)設(shè)施支持、成本低等特點被廣泛應(yīng)用于各種監(jiān)控系統(tǒng)。傳感器節(jié)點通常采用紐扣電池或干電池提供能量,所以節(jié)點能量十分有限。WSN經(jīng)常被布設(shè)在一些人員無法到達(dá)的惡劣環(huán)境,因而節(jié)點能量補(bǔ)給存在困難。因此,通過有效設(shè)計節(jié)約節(jié)點能量損耗、延長網(wǎng)絡(luò)的使用周期已成為WSN重要研究內(nèi)容。Quorum系統(tǒng)是一種以“冗余”設(shè)計為基礎(chǔ)的新型集合系統(tǒng),研究發(fā)現(xiàn)將其應(yīng)用于WSN能夠大幅度減少節(jié)點能量損耗、改善網(wǎng)絡(luò)性能。WSN自適應(yīng)調(diào)度機(jī)制是一種根據(jù)網(wǎng)絡(luò)已有策略進(jìn)行自適應(yīng)調(diào)整節(jié)點工作狀態(tài)的調(diào)度機(jī)制,它以其優(yōu)越的動態(tài)性、靈活性被廣泛應(yīng)用于WSN。本文針對WSN能量受限的問題,研究了基于Quorum的WSN自適應(yīng)調(diào)度機(jī)制,主要創(chuàng)新性工作如下:(1)針對WSN中節(jié)點能量消耗不均衡問題,設(shè)計了一種能量均衡、高效的非均勻分簇算法—EUCA。新算法采取基于節(jié)點剩余能量的簇首選舉策略,每輪總是剩余能量高的節(jié)點當(dāng)選簇首;簇首在計算成簇半徑時,考慮到自身的剩余能量以及相對基站的距離;在構(gòu)建簇間轉(zhuǎn)發(fā)鏈路時,綜合考慮了鄰居簇首的剩余能量、簇成員數(shù)目、相對自身的距離以及相對基站的距離等因素,以此來均衡簇間的能量損耗。最后,采用OMNeT++仿真軟件進(jìn)行模擬仿真,驗證EUCA的優(yōu)越性。(2)針對異步傳感器節(jié)點因周期性休眠而帶來的鄰居發(fā)現(xiàn)困難問題,在EUCA的基礎(chǔ)上,設(shè)計一種基于Quorum的異步自適應(yīng)非對稱調(diào)度機(jī)制—3ASM。其核心思想是使節(jié)點根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的擁塞狀況、通信量等自適應(yīng)地選擇質(zhì)數(shù)網(wǎng)絡(luò)的循環(huán)長度,然后在質(zhì)數(shù)網(wǎng)絡(luò)中采用Quorum選擇喚醒工作時隙并通知其鄰居節(jié)點,從而可以保證每對鄰居節(jié)點一定能夠在有限的時間內(nèi)完成鄰居發(fā)現(xiàn)。由于質(zhì)數(shù)網(wǎng)格的非空交叉特性,即使節(jié)點時鐘不同步,3ASM在不采用時間同步算法的情況下,也能夠保證網(wǎng)絡(luò)的連通性。仿真結(jié)果表明,3ASM在可擴(kuò)展性與節(jié)能性方面具有顯著優(yōu)勢。(3)針對礦井WSN擴(kuò)展性強(qiáng)、能量補(bǔ)給存在困難等問題,將EUCA和3ASM應(yīng)用于礦井WSN,從而提高網(wǎng)絡(luò)的可擴(kuò)展性、降低節(jié)點的能量損耗,并通過仿真軟件驗證EUCA和3ASM在礦井WSN的特性。仿真結(jié)果表明,EUCA和3ASM能夠適應(yīng)礦井工作環(huán)境特點、滿足礦井工作需要。
【關(guān)鍵詞】：WSN Quorum 自適應(yīng) 能量高效 非均勻分簇 鄰居發(fā)現(xiàn) 礦井
【學(xué)位授予單位】：河南理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TN929.5;TP212.9
【目錄】：

• 致謝4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 1 緒論11-19
• 1.1 研究背景與研究意義11-12
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-15
• 1.2.1 WSN的發(fā)展概況12-13
• 1.2.2 WSN自適應(yīng)調(diào)度機(jī)制研究現(xiàn)狀13-15
• 1.3 WSN研究熱點及存在的問題15-16
• 1.4 論文主要工作和結(jié)構(gòu)安排16-18
• 1.4.1 本文主要研究內(nèi)容16-17
• 1.4.2 論文組織結(jié)構(gòu)17-18
• 1.5 本章小結(jié)18-19
• 2 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)概述19-29
• 2.1 WSN的體系結(jié)構(gòu)及特點19-22
• 2.1.1 WSN體系結(jié)構(gòu)19-21
• 2.1.2 WSN特點21-22
• 2.2 WSN MAC協(xié)議概述22-24
• 2.2.1 WSN MAC協(xié)議特點22-23
• 2.2.2 WSN MAC協(xié)議設(shè)計目標(biāo)23-24
• 2.3 WSN的鄰居發(fā)現(xiàn)算法24-27
• 2.3.1 同步鄰居發(fā)現(xiàn)算法24-25
• 2.3.2 異步鄰居發(fā)現(xiàn)算法25-27
• 2.4 本章小節(jié)27-29
• 3 Quorum系統(tǒng)理論特性研究29-37
• 3.1 Quorum系統(tǒng)相關(guān)概念29-30
• 3.2 基于Quorum的能量節(jié)省協(xié)議30-33
• 3.2.1 IEEE 802.11能量節(jié)省協(xié)議30-31
• 3.2.2 基于Grid Quorum系統(tǒng)的能量節(jié)省協(xié)議31-33
• 3.3 Quorum系統(tǒng)的應(yīng)用33-36
• 3.3.1 鄰居發(fā)現(xiàn)33-34
• 3.3.2 自適應(yīng)調(diào)度機(jī)制34-36
• 3.4 本章小結(jié)36-37
• 4 一種能量高效的非均勻分簇算法37-47
• 4.1 系統(tǒng)描述38-39
• 4.1.1 網(wǎng)絡(luò)模型38
• 4.1.2 無線通信模型38
• 4.1.3 算法流程圖38-39
• 4.2 算法設(shè)計39-42
• 4.2.1 簇的形成40-41
• 4.2.2 簇間轉(zhuǎn)發(fā)鏈路的構(gòu)建41-42
• 4.3 仿真結(jié)果與實驗分析42-46
• 4.3.1 仿真工具介紹42-43
• 4.3.2 仿真結(jié)果分析43-46
• 4.4 本章小結(jié)46-47
• 5 一種基于Quorum的異步自適應(yīng)非對稱調(diào)度機(jī)制研究47-57
• 5.1 問題的提出47-48
• 5.2 系統(tǒng)模型48-49
• 5.2.1 網(wǎng)絡(luò)模型48
• 5.2.2 基于質(zhì)數(shù)網(wǎng)格的能量節(jié)省模型48-49
• 5.3 3ASM設(shè)計49-54
• 5.3.1 非對稱性50-51
• 5.3.2 自適應(yīng)性51-52
• 5.3.3 異步性52-54
• 5.4 仿真結(jié)果與分析54-56
• 5.5 本章小結(jié)56-57
• 6 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在礦井中的應(yīng)用57-69
• 6.1 礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)57-60
• 6.1.1 有線監(jiān)控系統(tǒng)57-58
• 6.1.2 無線、有線聯(lián)合監(jiān)控系統(tǒng)58-60
• 6.2 礦井WSN特點60-62
• 6.2.1 礦井WSN拓?fù)涮攸c60-61
• 6.2.2 礦井WSN能量特點61
• 6.2.3 礦井WSN節(jié)點分布特點61-62
• 6.3 EUCA和 3ASM在礦井中的應(yīng)用62-68
• 6.3.1 EUCA在礦井中的應(yīng)用62-65
• 6.3.2 3ASM在礦井中的應(yīng)用65-68
• 6.4 本章小結(jié)68-69
• 7 總結(jié)與展望69-71
• 7.1 已作工作總結(jié)69-70
• 7.2 未來工作展望70-71
• 參考文獻(xiàn)71-77
• 作者簡介77-79
• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集79

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 王曉川,葉超群,金士堯;一種基于分布式調(diào)度機(jī)制的集群體系結(jié)構(gòu)[J];計算機(jī)工程;2002年08期

2 李亮;郝艷梅;李偉綿;;面向移動協(xié)同應(yīng)用的資源動態(tài)調(diào)度機(jī)制[J];河北省科學(xué)院學(xué)報;2012年04期

3 苗壯;;淺析云計算架構(gòu)及調(diào)度機(jī)制[J];電子測試;2014年04期

4 唐飛岳;葉暉;趙明;;機(jī)會網(wǎng)絡(luò)節(jié)點喚醒調(diào)度機(jī)制研究[J];計算機(jī)工程與應(yīng)用;2011年26期

5 趙震;張龍昌;;云計算中多QoS調(diào)度機(jī)制研究[J];微型電腦應(yīng)用;2014年01期

6 李慧;馬雷明;紀(jì)越峰;;面向分布式業(yè)務(wù)的可重構(gòu)光網(wǎng)絡(luò)資源調(diào)度機(jī)制研究[J];通信學(xué)報;2008年12期

7 陳澤暉;常光輝;卜長清;陳蜀宇;;一種支持實時集群系統(tǒng)的雙層調(diào)度機(jī)制[J];計算機(jī)科學(xué);2008年10期

8 何福貴;侯義斌;李輝;;嵌入式操作系統(tǒng)調(diào)度機(jī)制的研究[J];計算機(jī)應(yīng)用研究;2009年01期

9 曾智慧,劉富強(qiáng),陶健,李慶;IEEE 802.16 Mesh模式下MAC調(diào)度機(jī)制的研究[J];計算機(jī)工程與應(yīng)用;2005年23期

10 陳劍;賈杰;聞英友;趙大哲;劉積仁;;基于TDMA方式WMN中一種鏈路調(diào)度機(jī)制研究[J];控制與決策;2010年09期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 張曉玲;臧傳治;于海斌;梁椺;;SDS調(diào)度機(jī)制系統(tǒng)容量分析[A];第六屆全國信息獲取與處理學(xué)術(shù)會議論文集（3）[C];2008年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前5條

1 蘆燕娟;我省將制定供熱應(yīng)急預(yù)案[N];濟(jì)南日報;2004年

2 記者 朱娟娟;創(chuàng)新調(diào)度機(jī)制 提升工作實效[N];泉州晚報;2013年

3 楊茜;加強(qiáng)反恐處突長效機(jī)制建設(shè)[N];瀘州日報;2008年

4 見習(xí)記者 武耀琳;我市經(jīng)濟(jì)項目庫建設(shè)力度大[N];朔州日報;2005年

5 楊烈斌;優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu) 提升城域核心 傳送網(wǎng)絡(luò)承載效率[N];人民郵電;2012年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 黃昭文;無線MESH網(wǎng)絡(luò)資源調(diào)度算法與QoS保障機(jī)制研究[D];華南理工大學(xué);2010年

2 李亞軍;無線城域網(wǎng)格網(wǎng)（WiMAX Mesh）QoS聯(lián)合優(yōu)化關(guān)鍵技術(shù)研究[D];上海交通大學(xué);2010年

3 吳潤澤;光子網(wǎng)格中智能節(jié)點關(guān)鍵技術(shù)的研究[D];北京郵電大學(xué);2007年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 馮彥坤;移動容遲網(wǎng)絡(luò)節(jié)點睡眠調(diào)度機(jī)制研究[D];內(nèi)蒙古大學(xué);2015年

2 張?zhí)炀V;PaaS環(huán)境中動態(tài)資源調(diào)度機(jī)制的研究與分析[D];北京郵電大學(xué);2015年

3 李琰;可重構(gòu)WEB服務(wù)平臺資源調(diào)度機(jī)制研究[D];國防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2013年

4 謝亞蓉;密集小區(qū)干擾管理技術(shù)研究[D];西安電子科技大學(xué);2014年

5 楊盛;網(wǎng)絡(luò)擁塞下VoLTE的調(diào)度機(jī)制優(yōu)化[D];東南大學(xué);2015年

6 晏偉;LTE-A載波聚合下的資源分配算法及其切換性能分析[D];北京交通大學(xué);2016年

7 楊恒勝;操作系統(tǒng)調(diào)度機(jī)制的研究[D];北京交通大學(xué);2012年

8 邢娟;基于Quorum的WSN自適應(yīng)調(diào)度機(jī)制研究[D];河南理工大學(xué);2015年

9 瞿靜;無線廣播/組播系統(tǒng)中吞吐率最大化的機(jī)會調(diào)度機(jī)制[D];北京郵電大學(xué);2013年

10 黃彥彬;WiMAX Mesh網(wǎng)絡(luò)下的調(diào)度機(jī)制研究[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2011年

  本文關(guān)鍵詞：基于Quorum的WSN自適應(yīng)調(diào)度機(jī)制研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

，

本文編號：282774