本文關(guān)鍵詞：基于太陽(yáng)能的無(wú)線傳感網(wǎng)節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)與能量?jī)?yōu)化

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【摘要】：隨著信息化的不斷普及和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展,無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)越來(lái)越多的被應(yīng)用在各個(gè)領(lǐng)域。越來(lái)越多的無(wú)線傳感器需求提出了能夠穩(wěn)定工作十年甚至以上的一系列要求,因此,能量收集成為了解決這一問(wèn)題的可行手段。本文設(shè)計(jì)了一個(gè)符合集能式傳感器網(wǎng)絡(luò)機(jī)制的節(jié)點(diǎn),這種節(jié)點(diǎn)利用太陽(yáng)能板進(jìn)行能源收集并把能量?jī)?chǔ)存在鋰電池中,實(shí)驗(yàn)證明,不同環(huán)境下的工作效率、不同發(fā)射功率和不同距離等因素影響下,節(jié)點(diǎn)和網(wǎng)絡(luò)的表現(xiàn)均不同。為了量化集能式節(jié)點(diǎn)的充電特性,以TinyOS為操作系統(tǒng)的太陽(yáng)能式集能式節(jié)點(diǎn)將收集太陽(yáng)能,并由基站監(jiān)聽(tīng)節(jié)點(diǎn)發(fā)送的電壓信息,從太陽(yáng)能集能式節(jié)點(diǎn)處獲取有效載荷數(shù)據(jù)。太陽(yáng)能集能式節(jié)點(diǎn)經(jīng)過(guò)了和基站的重新同步后,將開(kāi)始發(fā)送廣播消息。一旦收到信息,基站將讀取并分析錄入PC的數(shù)據(jù)包內(nèi)容。收集到的數(shù)據(jù)將被存儲(chǔ)在PC指定的一個(gè)文件上。通過(guò)測(cè)量和分析這些數(shù)據(jù),測(cè)算系統(tǒng)可以得到在特定時(shí)間內(nèi)節(jié)點(diǎn)的電壓曲線,并在此基礎(chǔ)上,針對(duì)電池電量和數(shù)據(jù)包投遞率的數(shù)據(jù)特性進(jìn)行分析。最后,在測(cè)量的基礎(chǔ)上,本文又提出了一些基于模型的優(yōu)化方法,為未來(lái)的工作提供指引方向。本文的創(chuàng)新點(diǎn)在于：(1)定制化地對(duì)于telosb太陽(yáng)能供電傳感器節(jié)點(diǎn)進(jìn)行了設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)；(2)設(shè)計(jì)了基于太陽(yáng)能的集能式無(wú)線傳感網(wǎng)的信息收集和測(cè)量系統(tǒng)；(3)基于系統(tǒng)測(cè)量進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)和數(shù)據(jù)分析。
【關(guān)鍵詞】：無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò) 能量收集 太陽(yáng)能集能式節(jié)點(diǎn) 電池電量 數(shù)據(jù)包投遞率
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TN929.5;TP212.9
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 引言8-9
• 1 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)9-14
• 1.1 無(wú)線傳感網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)9-10
• 1.2 無(wú)線傳感網(wǎng)協(xié)議體系結(jié)構(gòu)10-11
• 1.3 無(wú)線傳感網(wǎng)應(yīng)用11-12
• 1.4 無(wú)線傳感網(wǎng)管理技術(shù)12-13
• 1.5 本文的主要工作和組織結(jié)構(gòu)13-14
• 2 無(wú)線傳感網(wǎng)的能量管理分析和現(xiàn)狀14-17
• 2.1 無(wú)線傳感網(wǎng)的能量管理分析14-15
• 2.2 無(wú)線傳感網(wǎng)能量管理現(xiàn)狀15-17
• 3 無(wú)線傳感網(wǎng)太陽(yáng)能集能式節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)17-34
• 3.1 節(jié)點(diǎn)硬件設(shè)計(jì)17-21
• 3.1.1 硬件設(shè)計(jì)目標(biāo)17-18
• 3.1.2 硬件設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)18-21
• 3.2 節(jié)點(diǎn)軟件設(shè)計(jì)21-34
• 3.2.1 節(jié)點(diǎn)使用的TinyOS操作系統(tǒng)21-23
• 3.2.2 節(jié)點(diǎn)編程使用的nesC語(yǔ)言23-24
• 3.2.3 基站節(jié)點(diǎn)操作系統(tǒng)的編碼24-30
• 3.2.4 太陽(yáng)能集能節(jié)點(diǎn)操作系統(tǒng)的編碼30-34
• 4 測(cè)算系統(tǒng)關(guān)于集能式節(jié)點(diǎn)的測(cè)量方法及實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)34-46
• 4.1 實(shí)驗(yàn)環(huán)境搭建34-36
• 4.1.1 安裝jdk1.734-35
• 4.1.2 安裝TinyOS 2.1.135-36
• 4.2 節(jié)點(diǎn)操作系統(tǒng)的燒寫36-38
• 4.3 實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景描述38-40
• 4.4 影響因子和關(guān)注問(wèn)題40-41
• 4.4.1 實(shí)驗(yàn)影響因子40-41
• 4.4.2 實(shí)驗(yàn)關(guān)注問(wèn)題41
• 4.5 數(shù)據(jù)篩選和過(guò)濾41-46
• 4.5.1 數(shù)據(jù)分析41-43
• 4.5.2 數(shù)據(jù)過(guò)濾43-44
• 4.5.3 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化44-46
• 5 測(cè)算系統(tǒng)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與結(jié)果分析46-57
• 5.1 關(guān)于電池電量的實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析46-50
• 5.1.1 不同環(huán)境對(duì)于電池電量的影響46-47
• 5.1.2 雙節(jié)點(diǎn)情況下節(jié)點(diǎn)的電量表現(xiàn)47-48
• 5.1.3 數(shù)據(jù)包發(fā)送周期對(duì)于電池電量的影響48-50
• 5.2 關(guān)于數(shù)據(jù)包投遞率的實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析50-51
• 5.2.1 發(fā)送節(jié)點(diǎn)到基站距離對(duì)于數(shù)據(jù)包投遞率的影響50-51
• 5.2.2 發(fā)送節(jié)點(diǎn)無(wú)線發(fā)送功率對(duì)于數(shù)據(jù)包投遞率的影響51
• 5.3 實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ偷膬?yōu)化分析51-57
• 5.3.1 節(jié)點(diǎn)的快速掉電51-53
• 5.3.2 圖像的數(shù)據(jù)毛刺53-54
• 5.3.3 實(shí)驗(yàn)的多參變化54-55
• 5.3.4 獲取的能源預(yù)測(cè)55-57
• 結(jié)論57-58
• 參考文獻(xiàn)58-60
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況60-61
• 致謝61-62

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 魏佳杰;郭曉金;李建寰;;無(wú)線傳感網(wǎng)發(fā)展綜述[J];信息技術(shù);2009年06期

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本文編號(hào)：771292