本文關鍵詞：基于物聯網智慧機坪網絡MAC層優(yōu)化方法研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著我國民航事業(yè)的快速發(fā)展,機場場面監(jiān)控調度系統(tǒng)任務日益繁重,基于物聯網的智慧機坪網絡將是未來發(fā)展的趨勢。Zigbee技術具有低功耗、低成本和自組網的優(yōu)點,將Zigbee技術應用于機坪網絡實現實時監(jiān)控及動態(tài)顯示機場運行狀況,對車輛和工作人員進行合理調度,減少機場擁堵造成事故的發(fā)生,保障機場運行安全和管理效率,對于促進智慧機坪網絡的蓬勃發(fā)展具有標志性意義。本文對Zigbee技術在物聯網中應用的拓撲結構進行簡要敘述,對MAC協(xié)議原理和分類規(guī)則以及MAC協(xié)議能量消耗主要來源進行討論,對標準CSMA/CA原理的內容和步驟進行了闡述。利用NS2軟件對標準CSMA/CA算法不同參數NB、CW、BE對于吞吐量,網絡平均延遲和丟包率的影響仿真驗證,仿真結論為合理改進參數值提供了理論依據。針對該標準機制不能滿足智慧機坪網絡對緊急事件信息優(yōu)先投遞的要求,根據BE改進方法、緊急事件調度研究以及概率調度方法的融合,提出了基于優(yōu)先級思想CSMA/CA改進機制,并敘述了該改進機制的原理和實現過程。同時建立該算法的馬爾可夫鏈模型,利用NS2軟件對基于優(yōu)先級CSMA/CA機制的節(jié)點成功發(fā)送率、吞吐量、網絡平均時延和節(jié)點能量消耗的影響進行驗證分析。最后,通過仿真分析表明改進算法可以在緊急事件節(jié)點優(yōu)先傳輸的同時,平衡并節(jié)約網絡平均能量消耗,延長了網絡生命周期。
【關鍵詞】：Zigbee技術 智慧機坪網絡 馬爾可夫鏈 優(yōu)先級 CSMA/CA NS2
【學位授予單位】：中國民航大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：V35-39;TN92;TP391.44
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第一章 緒論9-16
• 1.1 研究的背景與意義9-11
• 1.2 國內外研究現狀與評價11-14
• 1.3 本文主要工作與結構安排14-16
• 第二章 Zigbee技術協(xié)議研究16-25
• 2.1 Zigbee技術16-18
• 2.1.1 Zigbee的起源16-17
• 2.1.2 Zigbee與其他無線技術的比較17
• 2.1.3 Zigbee技術的特點17-18
• 2.1.4 Zigbee技術在物聯網中的應用18
• 2.2 網絡設備和網絡拓撲結構18-20
• 2.2.1 網絡設備18-19
• 2.2.2 網絡拓撲結構19-20
• 2.3 Zigbee協(xié)議架構20-21
• 2.4 Zigbee協(xié)議MAC層概述21-24
• 2.4.1 協(xié)作運行模式21-22
• 2.4.2 超幀結構22-24
• 2.4.3 GTS機制24
• 2.4.4 MAC層能量消耗24
• 2.5 本章小結24-25
• 第三章 標準CSMA/CA機制與改進算法25-34
• 3.1 IEEE802.15.4 協(xié)議CSMA/CA機制25-27
• 3.2 經典退避算法介紹27-30
• 3.3 改進算法CSMA/CA機制30-33
• 3.3.1 退避指數優(yōu)化31
• 3.3.2 優(yōu)先級調度31
• 3.3.3 概率調度策略31-32
• 3.3.4 改進CSMA/CA機制步驟32-33
• 3.4 本章小結33-34
• 第四章 數學模型搭建及NS2仿真實驗34-54
• 4.1 馬爾可夫鏈簡介34-35
• 4.2 改進機制的馬爾可夫鏈數學模型35-40
• 4.2.1 計算飽和吞吐量38-39
• 4.2.2 計算能耗39-40
• 4.3 NS2仿真軟件40-42
• 4.4 仿真環(huán)境搭建42-43
• 4.5 標準CSMA/CA機制參數的性能影響43-50
• 4.5.1 參數NB值的影響43-45
• 4.5.2 參數CW值的影響45-47
• 4.5.3 參數BE值的影響47-50
• 4.6 基于優(yōu)先級CSMA/CA機制仿真50-53
• 4.6.1 節(jié)點成功發(fā)送概率50-51
• 4.6.2 節(jié)點吞吐量51
• 4.6.3 節(jié)點網絡平均延遲51-52
• 4.6.4 節(jié)點能耗52-53
• 4.7 本章總結53-54
• 第五章 結論與展望54-55
• 5.1 本文工作總結54
• 5.2 進一步工作的展望54-55
• 參考文獻55-58
• 致謝58-59
• 作者簡介59

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