本文關(guān)鍵詞：電力線通訊網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)算法在植物工廠中的應(yīng)用研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：大型植物工廠是一個(gè)高度集成化的智能生態(tài)系統(tǒng),是未來農(nóng)業(yè)的一種重要發(fā)展模式,對(duì)植物工廠進(jìn)行研究具有重要意義。植物工廠的集成化控制系統(tǒng)的核心是連接所有設(shè)備的可靠的通訊網(wǎng)絡(luò)。傳統(tǒng)上,通訊網(wǎng)絡(luò)常使用工業(yè)總線技術(shù),該技術(shù)在通訊節(jié)點(diǎn)少的情況下具有較高的可靠性和實(shí)時(shí)性,但在通訊節(jié)點(diǎn)較多時(shí)就會(huì)產(chǎn)生十分復(fù)雜的布線問題難以解決而且成本較高。本文主要提出使用電力線載波通訊技術(shù)構(gòu)建植物工廠核心通訊網(wǎng)絡(luò),其利用已有的配電線路作為數(shù)據(jù)傳輸媒介,解決工業(yè)總線技術(shù)所產(chǎn)生的復(fù)雜布線問題和成本問題。因此,本文研究的重點(diǎn)是一個(gè)高性能的電力線核心控制網(wǎng)絡(luò)。在大量研究了電力線特性和電力線網(wǎng)絡(luò)算法后發(fā)現(xiàn):其一,電力線信道電器特性復(fù)雜,強(qiáng)干擾,多徑效應(yīng)等都嚴(yán)重影響著電力線通訊。其二,應(yīng)用于電力線網(wǎng)絡(luò)的算法大都產(chǎn)生較大的網(wǎng)絡(luò)開銷或不能適應(yīng)電力線變化的信道。已有很多學(xué)者使用擴(kuò)頻技術(shù)和正交頻分復(fù)用技術(shù)在很大程度上解決了物理信道的不可靠問題。本文在減少網(wǎng)絡(luò)多余數(shù)據(jù)包發(fā)送降低數(shù)據(jù)沖突概率,簡(jiǎn)化路由規(guī)則和增強(qiáng)單跳可靠性的目標(biāo)下,提出了基于多叉排序樹的電力線核心網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)算法(PLC-TR)和在其基礎(chǔ)上改進(jìn)的機(jī)會(huì)樹路由算法(PLC-OTR)。經(jīng)仿真實(shí)驗(yàn),算法在數(shù)據(jù)包交付率、平均端到端時(shí)延和網(wǎng)絡(luò)吞吐量等方面都具有較好的性能。為了驗(yàn)證算法的實(shí)際性能,本文還進(jìn)行了硬件系統(tǒng)和通訊協(xié)議的設(shè)計(jì),主要包括:PLC通訊節(jié)點(diǎn)、植物工廠主控制器、植物工廠液晶控制面板、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層通訊協(xié)議等。實(shí)測(cè)表明,由PLC節(jié)點(diǎn)組成的電力線核心控制網(wǎng)絡(luò),在通訊時(shí)延和數(shù)據(jù)包交付率等方面表現(xiàn)出了較好的性能。對(duì)植物工廠的應(yīng)用測(cè)試主要包括兩部分:本地控制測(cè)試和通過PLC控制網(wǎng)絡(luò)的“遠(yuǎn)程”控制測(cè)試,在持續(xù)兩周的測(cè)試中也取得了良好效果。
【關(guān)鍵詞】：植物工廠 電力線通訊 核心控制網(wǎng)絡(luò) PLC節(jié)點(diǎn) 路由算法
【學(xué)位授予單位】：蘇州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TN913.6;S181
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第一章 緒論10-19
• 1.1 課題背景及意義10-11
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-13
• 1.3 電力線載波通訊技術(shù)研究現(xiàn)狀13-16
• 1.3.1 電力線載波通訊技術(shù)的發(fā)展13-14
• 1.3.2 電力線載波通訊技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化14-16
• 1.3.3 電力線載波通訊技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)16
• 1.4 論文主要內(nèi)容及結(jié)構(gòu)16-19
• 第二章 電力線網(wǎng)絡(luò)特性分析19-26
• 2.1 電力線網(wǎng)絡(luò)特性19-22
• 2.1.1 輸入阻抗19-20
• 2.1.2 信道衰減20-21
• 2.1.3 信道噪聲21-22
• 2.2 技術(shù)解決方案22-24
• 2.2.1 擴(kuò)頻技術(shù)22-23
• 2.2.2 OFDM技術(shù)23-24
• 2.3 本章小結(jié)24-26
• 第三章 植物工廠核心網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)算法研究26-35
• 3.1 泛洪算法26-27
• 3.2 動(dòng)態(tài)源路由算法27
• 3.3 機(jī)會(huì)路由27-30
• 3.4 ZIGBEE簇樹路由算法30-32
• 3.5 二叉排序樹與多叉排序樹32-34
• 3.6 本章小結(jié)34-35
• 第四章 基于多叉排序樹的核心網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)算法35-45
• 4.1 電力線網(wǎng)絡(luò)模型35-36
• 4.2 相關(guān)定義36-37
• 4.2.1 多叉排序樹36
• 4.2.2 分支權(quán)重36
• 4.2.3 能量值36-37
• 4.3 多叉排序樹構(gòu)建策略37-40
• 4.3.1 拓?fù)涮剿骱吐酚晒?jié)點(diǎn)選取37-38
• 4.3.2 網(wǎng)絡(luò)地址分配38-40
• 4.4 基于多叉排序樹的路由算法40-42
• 4.4.1 節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)地址與MAC地址關(guān)系維護(hù)40
• 4.4.2 路由算法40-42
• 4.5 軟件仿真及實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析42-44
• 4.5.1 仿真環(huán)境42
• 4.5.2 仿真過程42-43
• 4.5.3 仿真結(jié)果及結(jié)果分析43-44
• 4.6 本章小結(jié)44-45
• 第五章 核心網(wǎng)絡(luò)機(jī)會(huì)樹路由算法45-51
• 5.1 機(jī)會(huì)樹構(gòu)造方法45-47
• 5.1.1 轉(zhuǎn)發(fā)結(jié)點(diǎn)集選取46
• 5.1.2 轉(zhuǎn)發(fā)優(yōu)先級(jí)分配46-47
• 5.1.3 轉(zhuǎn)發(fā)協(xié)調(diào)機(jī)制47
• 5.2 路由算法47-48
• 5.3 仿真及結(jié)果分析48-50
• 5.4 本章小結(jié)50-51
• 第六章 核心網(wǎng)絡(luò)與植物工廠設(shè)計(jì)51-68
• 6.1 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)51-52
• 6.2 硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)52-57
• 6.2.1 芯片選型52-53
• 6.2.2 PLC節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)53-55
• 6.2.3 主控制器設(shè)計(jì)55-56
• 6.2.4 液晶控制面板設(shè)計(jì)56-57
• 6.3 通訊協(xié)議設(shè)計(jì)57-62
• 6.3.1 網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議設(shè)計(jì)57-60
• 6.3.2 應(yīng)用層協(xié)議設(shè)計(jì)60-62
• 6.4 核心網(wǎng)絡(luò)性能測(cè)試62-66
• 6.4.1 測(cè)試環(huán)境62
• 6.4.2 測(cè)試過程62-63
• 6.4.3 測(cè)試結(jié)果及結(jié)果分析63-66
• 6.5 植物工廠應(yīng)用測(cè)試66-67
• 6.6 本章小結(jié)67-68
• 第七章 總結(jié)與展望68-70
• 7.1 本文主要工作及創(chuàng)新點(diǎn)68-69
• 7.2 展望69-70
• 參考文獻(xiàn)70-75
• 研究生期間公開發(fā)表的論文及專利75-76
• 致謝76-77

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：465436