本文關(guān)鍵詞：基于ZigBee的密集傳感器網(wǎng)絡(luò)避撞研究

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【摘要】：鋁的生產(chǎn)主要是在鋁電解槽中完成,槽底、立柱、陽(yáng)極、陰極等電流與槽殼、上部結(jié)構(gòu)溫度等參數(shù)是鋁電解生產(chǎn)過(guò)程中的重要參數(shù),這些鋁電解參數(shù)檢測(cè)水平程度的高低對(duì)鋁電解的生產(chǎn)起到非常重要的指導(dǎo)作用。鋁電解槽實(shí)際生產(chǎn)環(huán)境下,由于需要采集節(jié)點(diǎn)數(shù)目過(guò)多,很容易出現(xiàn)在節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)過(guò)程中產(chǎn)生碰撞,進(jìn)而引起數(shù)據(jù)通信沖突以及數(shù)據(jù)包丟失。若是節(jié)點(diǎn)發(fā)生沖突,節(jié)點(diǎn)就會(huì)選擇退避重傳,不僅會(huì)造成通信能量的浪費(fèi),數(shù)據(jù)收發(fā)時(shí)延,而且會(huì)影響數(shù)據(jù)通信效率。在節(jié)點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)發(fā)送過(guò)程中頻繁沖突的發(fā)生會(huì)對(duì)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)性能產(chǎn)生及其消極的影響。針對(duì)以上問(wèn)題本文所研究具體內(nèi)容如下:(1)介紹ZigBee技術(shù)中所存在的碰撞問(wèn)題及相關(guān)解決方案,分析了ZigBee協(xié)議棧的各層功能,以及ZigBee技術(shù)的特點(diǎn)和應(yīng)用于鋁電解槽監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)。(2)論文針對(duì)ZigBee網(wǎng)絡(luò)的三種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行深入分析,針對(duì)鋁電解槽監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)中終端節(jié)點(diǎn)與協(xié)調(diào)器之間在一跳范圍內(nèi)的特點(diǎn)設(shè)計(jì)了星形網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。并設(shè)計(jì)了節(jié)點(diǎn)入網(wǎng)方案。(3)針對(duì)鋁電解槽內(nèi)安置的終端節(jié)點(diǎn)采用給節(jié)點(diǎn)編號(hào)方式進(jìn)行定位,從節(jié)點(diǎn)編號(hào)可以反映節(jié)點(diǎn)鋁電解槽設(shè)備中所處的地理位置。(4)本文提出了一種基于ZigBee傳感器網(wǎng)絡(luò)的密集節(jié)點(diǎn)避撞方法,節(jié)點(diǎn)采用固定時(shí)隙接入機(jī)制解決鋁電解槽生產(chǎn)環(huán)境內(nèi)將近一百多個(gè)溫度、電流節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)的采集與發(fā)送。并提出一種基于數(shù)據(jù)類(lèi)別優(yōu)先級(jí)的GTS時(shí)隙申請(qǐng)機(jī)制,結(jié)合TPSN時(shí)鐘同步機(jī)制完成節(jié)點(diǎn)周期性的采集與發(fā)送。(5)最后采用OMNeT++面向?qū)ο蟮碾x散事件網(wǎng)絡(luò)仿真器來(lái)進(jìn)行仿真實(shí)現(xiàn)。并針對(duì)仿真中所要使用到的各類(lèi)幀結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析設(shè)計(jì)。
【關(guān)鍵詞】：密集 碰撞 鋁電解槽 ZigBee OMNeT++
【學(xué)位授予單位】：貴州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TN92
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-7
• 第一章 緒論7-13
• 1.1 引言7-8
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀8-9
• 1.3 ZigBee技術(shù)國(guó)內(nèi)外沖突避免方法研究現(xiàn)狀9-11
• 1.4 本文主要研究?jī)?nèi)容11
• 1.5 論文組織結(jié)構(gòu)安排11-12
• 1.6 本章小結(jié)12-13
• 第二章 ZigBee無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及其網(wǎng)絡(luò)協(xié)議研究13-28
• 2.1 ZigBee網(wǎng)絡(luò)設(shè)備及特點(diǎn)13-17
• 2.1.1 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備類(lèi)型及拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)13-15
• 2.1.2 ZigBee網(wǎng)絡(luò)技術(shù)優(yōu)點(diǎn)15-16
• 2.1.3 ZigBee技術(shù)與其它無(wú)線技術(shù)比較16-17
• 2.2 ZigBee協(xié)議體系構(gòu)架17-18
• 2.3 ZigBee網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)18-27
• 2.3.1 物理層(PHY)18-20
• 2.3.2 媒體接入控制層（MAC）20-21
• 2.3.3 MAC層幀格式及服務(wù)原語(yǔ)21-25
• 2.3.4 網(wǎng)絡(luò)層（NWK）25-26
• 2.3.5 應(yīng)用層（APL）26-27
• 2.4 本章小結(jié)27-28
• 第三章 IEEE802.15.4 MAC層深入分析28-37
• 3.1 ZigBee超幀結(jié)構(gòu)29-30
• 3.2 幀間隔30-31
• 3.3 保證時(shí)隙GTS分配機(jī)制研究31-33
• 3.4 ZigBee時(shí)隙CSMA/CA算法研究33-36
• 3.5 本章小結(jié)36-37
• 第四章 基于ZigBee密集節(jié)點(diǎn)固定時(shí)隙預(yù)約方法研究37-51
• 4.1 密集節(jié)點(diǎn)避撞方法總體設(shè)計(jì)及拓?fù)湟?guī)劃37-38
• 4.2 網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)編號(hào)設(shè)計(jì)38-40
• 4.3 ZigBee星形網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)入網(wǎng)方案設(shè)計(jì)40-43
• 4.4 TPSN時(shí)鐘同步協(xié)議43-45
• 4.5 基于數(shù)據(jù)類(lèi)別優(yōu)先級(jí)的GTS時(shí)隙申請(qǐng)調(diào)度機(jī)制45-47
• 4.6 節(jié)點(diǎn)固定時(shí)隙接入保障時(shí)隙機(jī)制47-48
• 4.7 幀結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)48-50
• 4.8 本章小結(jié)50-51
• 第五章 基于OMNe T++平臺(tái)仿真及結(jié)果分析51-61
• 5.1 OMNe T++51
• 5.2 仿真程序構(gòu)建51-52
• 5.3 仿真模型建立52-54
• 5.4 仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析54-61
• 5.4.1 仿真性能參數(shù)54-55
• 5.4.2 仿真結(jié)果與分析55-61
• 第六章 總結(jié)與展望61-63
• 6.1 總結(jié)61-62
• 6.2 展望62-63
• 致謝63-64
• 參考文獻(xiàn)64-67
• 附錄67-68

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本文編號(hào)：687801