本文選題：工業(yè)無線傳感網(wǎng)絡(luò) + 時延優(yōu)化　； 參考：《江西理工大學(xué)》2016年碩士論文

【摘要】：隨著工業(yè)的快速發(fā)展,傳統(tǒng)的以太網(wǎng),工業(yè)總線已經(jīng)無法適應(yīng)智能化的工業(yè)環(huán)境下,大量設(shè)備之間數(shù)據(jù)傳輸和信息交互。無線傳感網(wǎng)絡(luò)作為數(shù)據(jù)傳輸?shù)拿浇楹驮O(shè)備交互的載體,逐漸替代傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)模式發(fā)揮重要作用。然而,無線傳感網(wǎng)絡(luò)由于傳輸范圍有限,工業(yè)環(huán)境復(fù)雜等原因,往往存在延時大,信道擁堵,低可靠性等問題。本文中,首先通過工業(yè)無線傳感網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的描述,展現(xiàn)了無線傳感網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化途徑;進(jìn)而通過基于時延的路由算法和基于優(yōu)先級的退避算法,實現(xiàn)了對于數(shù)據(jù)發(fā)送過程中的延時的優(yōu)化以及重要數(shù)據(jù)發(fā)送的保證;最后通過在智能檢測系統(tǒng)中無線傳感網(wǎng)絡(luò)的使用,體現(xiàn)了工業(yè)無線傳感網(wǎng)絡(luò)的重要應(yīng)用。本文的研究主要包含以下內(nèi)容:針對工業(yè)無線傳感網(wǎng)絡(luò)體系,闡述了工業(yè)無線傳感網(wǎng)絡(luò)的三層架構(gòu),明確了每一層在工業(yè)中的地位;通過無線網(wǎng)絡(luò)協(xié)議分層的介紹,指明了每一層在無線傳輸過程中的作用,引出了改進(jìn)的方法。針對工業(yè)環(huán)境下,節(jié)點眾多,需要通過多跳的方式實現(xiàn)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)的特點,提出了一種基于時延的路由算法;根據(jù)地理路由協(xié)議中發(fā)現(xiàn)路由節(jié)點的方法,通過傳輸角度和傳輸距離,選擇距離理想節(jié)點最近的節(jié)點作為下一跳節(jié)點,優(yōu)化了傳輸路徑,減少了轉(zhuǎn)發(fā)跳數(shù),縮短了傳輸時延;利用OPNET仿真對比,驗證了優(yōu)化算法的優(yōu)越性。針對大量數(shù)據(jù)通過中心節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā),數(shù)據(jù)碰撞,等待時間過長,丟包嚴(yán)重的問題,提出了一種基于優(yōu)先級的退避算法;根據(jù)分布式協(xié)調(diào)機(jī)制中通過退避指數(shù)解決碰撞問題的方法,通過設(shè)定數(shù)據(jù)的優(yōu)先級,根據(jù)優(yōu)先級計算數(shù)據(jù)的退避指數(shù),實現(xiàn)數(shù)據(jù)的有效調(diào)度,同時也保障了重要數(shù)據(jù)的傳輸;通過仿真實驗的對比,驗證了算法的有效性�；诠I(yè)無線傳感網(wǎng)絡(luò)設(shè)計了一個實時性的信息監(jiān)測系統(tǒng);系統(tǒng)中工業(yè)無線傳感網(wǎng)絡(luò)作為感知和數(shù)據(jù)交互的重要媒介,不僅僅用于環(huán)境數(shù)據(jù)的收集,也保障了數(shù)據(jù)的傳輸,貫穿著整個體統(tǒng)的工作和運行,進(jìn)一步體現(xiàn)了新模式下工業(yè)無線傳感網(wǎng)絡(luò)的重要應(yīng)用。
[Abstract]:With the rapid development of industry, the traditional Ethernet and industrial bus can not adapt to the intelligent industrial environment, a large number of devices data transmission and information exchange. Wireless sensor network (WSNs), as the medium of data transmission and the carrier of equipment interaction, gradually replaces the traditional network mode and plays an important role. However, due to the limited transmission range and complex industrial environment, wireless sensor networks often have many problems, such as long delay, channel congestion and low reliability. In this paper, firstly, through the description of the industrial wireless sensor network architecture, the architecture and network optimization approach of wireless sensor network are presented, and then the delay based routing algorithm and priority based Backoff algorithm are used. It realizes the optimization of the delay in the process of data transmission and the guarantee of important data transmission. Finally, the important application of industrial wireless sensor network is embodied by the use of wireless sensor network in the intelligent detection system. The research of this paper mainly includes the following contents: aiming at the industrial wireless sensor network system, the three-layer structure of the industrial wireless sensor network is expounded, and the position of each layer in the industry is clarified. The function of each layer in wireless transmission is pointed out, and the improved method is introduced. In view of the fact that there are many nodes in the industrial environment, which need to realize data forwarding by multi-hop, a delay based routing algorithm is proposed, which is based on the method of discovering routing nodes in geographical routing protocols. Through the transmission angle and transmission distance, the nearest node to the ideal node is selected as the next hop node, the transmission path is optimized, the number of forwarding hops is reduced, the transmission delay is shortened, and the superiority of the optimization algorithm is verified by OPNET simulation. Aiming at the problems of a large amount of data transmitted through a central node, data collision, long waiting time and serious packet loss, a priority-based Backoff algorithm is proposed, which solves the collision problem by the Backoff Index in the distributed coordination mechanism. By setting the priority of the data and calculating the Backoff index of the data according to the priority, the effective scheduling of the data is realized, and the transmission of important data is also guaranteed. The validity of the algorithm is verified by the comparison of simulation experiments. Based on the industrial wireless sensor network, a real-time information monitoring system is designed. As an important medium of perception and data interaction, the industrial wireless sensor network is not only used for the collection of environmental data, but also ensures the transmission of data. It runs through the whole system and further embodies the important application of industrial wireless sensor network in the new mode.
【學(xué)位授予單位】：江西理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TP212.9;TN929.5

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本文編號：1870786