發(fā)布時(shí)間：2022-09-17 14:37

　　工業(yè)有線網(wǎng)絡(luò)部署的成本與現(xiàn)場(chǎng)安全問題使得工業(yè)網(wǎng)絡(luò)走向“無(wú)線化”。然而,工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備有限的硬件資源、有限的能量供給以及對(duì)突發(fā)事件的實(shí)時(shí)傳輸要求對(duì)工業(yè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的部署帶來(lái)挑戰(zhàn)。作為眾多工業(yè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)所采用的技術(shù),時(shí)隙跳頻（TimeSlottedChannelHopping,TSCH）使得工業(yè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)具有低功耗與高可靠的傳輸性能,從而滿足了工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)部署對(duì)設(shè)備以及網(wǎng)絡(luò)的要求。采用時(shí)隙跳頻的網(wǎng)絡(luò)需要兩個(gè)支撐機(jī)制:時(shí)間同步與資源分配。這兩個(gè)支撐機(jī)制是影響低功耗與高可靠傳輸性能的關(guān)鍵技術(shù),通常研究路線分為集中式與分布式兩種。工業(yè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)趨勢(shì)以及規(guī)模的擴(kuò)大都傾向于具有低通信開銷以及較快響應(yīng)速度的分布式策略。本文研究時(shí)隙跳頻網(wǎng)絡(luò)的分布式時(shí)間同步與資源分配機(jī)制,主要工作與貢獻(xiàn)如下:首先,本文提出了一種基于自適應(yīng)時(shí)間補(bǔ)償?shù)牡烷_銷單跳同步算法,利用同步間隔與同步“保護(hù)時(shí)間”之間的關(guān)系,自適應(yīng)的調(diào)整數(shù)據(jù)包同步間隔。在室內(nèi)與室外環(huán)境下,相對(duì)于無(wú)時(shí)間補(bǔ)償?shù)耐椒椒?自適應(yīng)時(shí)間補(bǔ)償算法可以分別減少98%與80%的同步數(shù)據(jù)包的發(fā)送次數(shù),與此同時(shí)還可以保持節(jié)點(diǎn)之間100微秒以內(nèi)的同步精度。針對(duì)溫度對(duì)節(jié)點(diǎn)時(shí)鐘的影響,該... 

【文章頁(yè)數(shù)】：122 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 引言
    1.1 課題背景
        1.1.1 通訊協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)化-物聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵
        1.1.2 工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)組6TiSCH與時(shí)隙跳頻
    1.2 研究意義和目的
        1.2.1 時(shí)間同步:時(shí)隙跳頻網(wǎng)絡(luò)的通信基礎(chǔ)
        1.2.2 資源分配:時(shí)隙跳頻網(wǎng)絡(luò)的性能指向
        1.2.3 時(shí)隙跳頻網(wǎng)絡(luò)的研究與6TiSCH協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程
    1.3 主要內(nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn)
    1.4 論文組織
2 時(shí)隙跳頻的相關(guān)技術(shù)
    2.1 工業(yè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)與時(shí)隙跳頻網(wǎng)絡(luò)
        2.1.1 工業(yè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)
        2.1.2 工業(yè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)對(duì)分布式的需求
        2.1.3 工業(yè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)在實(shí)際部署中的挑戰(zhàn)
        2.1.4 時(shí)隙跳頻的低功耗與高可靠性能
        2.1.5 工業(yè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)框架與時(shí)隙跳頻技術(shù)
    2.2 時(shí)間同步相關(guān)技術(shù)以及時(shí)隙跳頻網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用
        2.2.1 低功耗網(wǎng)絡(luò)時(shí)間同步技術(shù)
        2.2.2 時(shí)隙跳頻網(wǎng)絡(luò)中的時(shí)間同步
        2.2.3 時(shí)隙跳頻網(wǎng)絡(luò)中的多跳同步問題
    2.3 低功耗網(wǎng)絡(luò)資源分配技術(shù)與時(shí)隙跳頻網(wǎng)絡(luò)中的資源分配
        2.3.1 低功耗網(wǎng)絡(luò)資源分配技術(shù)
        2.3.2 基于時(shí)隙跳頻網(wǎng)絡(luò)的6TiSCH資源分配機(jī)制:6TOP
        2.3.3 基于時(shí)隙跳頻網(wǎng)絡(luò)的6TiSCH資源分配算法
    2.4 本章小結(jié)
3 基于時(shí)隙跳頻的自適應(yīng)時(shí)間補(bǔ)償同步算法
    3.1 問題提出
    3.2 時(shí)鐘偏差補(bǔ)償模型
        3.2.1 問題定義
        3.2.2 有補(bǔ)償?shù)臅r(shí)鐘偏差模型
    3.3 自適應(yīng)時(shí)鐘補(bǔ)償同步算法的實(shí)現(xiàn)
        3.3.1 基于漂移時(shí)隙數(shù)的自適應(yīng)補(bǔ)償算法的實(shí)現(xiàn)
        3.3.2 溫度對(duì)時(shí)鐘漂移的影響
    3.4 實(shí)驗(yàn)測(cè)試與分析
        3.4.1 實(shí)驗(yàn)環(huán)境的設(shè)定
        3.4.2 實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景與結(jié)果分析
    3.5 自適應(yīng)補(bǔ)償同步算法的互操作性
    3.6 本章小結(jié)
4 跟隨式多跳網(wǎng)絡(luò)時(shí)間協(xié)調(diào)同步算法
    4.1 問題提出
    4.2 跟隨式多跳網(wǎng)絡(luò)的協(xié)調(diào)同步
        4.2.1 多跳網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)時(shí)鐘偏差模型
        4.2.2 多跳網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)同步方法
        4.2.3 新節(jié)點(diǎn)的加入與重同步
    4.3 實(shí)驗(yàn)測(cè)試與分析
        4.3.1 OpenWSN的參數(shù)設(shè)定與OpenSim
        4.3.2 同步算法精度的整體性分析
        4.3.3 時(shí)間協(xié)調(diào)同步算法的驗(yàn)證
    4.4 本章小結(jié)
5 基于6TOP的低時(shí)延鏈狀時(shí)隙分配策略
    5.1 問題提出
    5.2 時(shí)隙跳頻網(wǎng)絡(luò)中時(shí)延分析
        5.2.1 時(shí)隙跳頻網(wǎng)絡(luò)時(shí)延相關(guān)參數(shù)
        5.2.2 時(shí)隙相對(duì)位置對(duì)時(shí)延的影響
    5.3 基于6TOP分配機(jī)制的低時(shí)延分配算法
        5.3.1 時(shí)隙的添加
        5.3.2 時(shí)隙的刪除
    5.4 實(shí)驗(yàn)測(cè)試與分析
        5.4.1 實(shí)驗(yàn)參數(shù)的設(shè)定
        5.4.2 低時(shí)延分配與隨機(jī)分配的對(duì)比
    5.5 本章小結(jié)
6 基于時(shí)隙平等性的代價(jià)權(quán)衡時(shí)隙重分配策略
    6.1 問題提出
    6.2 時(shí)隙跳頻網(wǎng)絡(luò)中時(shí)隙通信質(zhì)量的平等性
        6.2.1 時(shí)隙平等性實(shí)驗(yàn)設(shè)置
        6.2.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
    6.3 基于代價(jià)權(quán)衡的資源重分配算法
    6.4 實(shí)驗(yàn)測(cè)試與分析
        6.4.1 實(shí)驗(yàn)環(huán)境與設(shè)置
        6.4.2 重分配算法性能分析
    6.5 本章小結(jié)
7 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
作者簡(jiǎn)歷及在學(xué)研究成果
學(xué)位論文數(shù)據(jù)集


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中一種抗無(wú)線局域網(wǎng)干擾的信道分配機(jī)制[J]. 張招亮,陳海明,黃庭培,崔莉,趙澤.  計(jì)算機(jī)學(xué)報(bào). 2012(03)
[2]無(wú)線傳感網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)中網(wǎng)絡(luò)的地位和作用[J]. 余子軒.  射頻世界. 2010(04)
[3]分布式無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)及其應(yīng)用核心技術(shù)研究[J]. 景博,張劼,張宗麟,孫勇,李金梁.  測(cè)試技術(shù)學(xué)報(bào). 2005(02)



本文編號(hào)：3679417