本文關(guān)鍵詞：閾值敏感的傳感器網(wǎng)絡(luò)動態(tài)響應(yīng)機(jī)制研究

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【摘要】：近年來,嵌入式技術(shù)和傳感器技術(shù)的迅速進(jìn)步,使得無線傳感器網(wǎng)絡(luò)取得了快速發(fā)展,被廣大的研究者研究,并得到了愈加廣泛的應(yīng)用。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)具有部署方便、自動組網(wǎng)、不依賴地面基設(shè)等優(yōu)點(diǎn),可應(yīng)用在如大壩監(jiān)測、森林監(jiān)測等多種場景中。目前在這些應(yīng)用中無線傳感器網(wǎng)絡(luò)通常只是保持對周圍環(huán)境的持續(xù)感知和收集數(shù)據(jù),當(dāng)監(jiān)測區(qū)域中如發(fā)生大壩滲水、森林著火等突發(fā)事件時(shí),缺少相應(yīng)的響應(yīng)機(jī)制。而發(fā)生這些突發(fā)事件時(shí),要求傳感器節(jié)點(diǎn)做出動態(tài)響應(yīng),如加快發(fā)送頻率以及時(shí)反映環(huán)境變化具有很大的應(yīng)用價(jià)值。因此在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中提供這樣的動態(tài)響應(yīng)機(jī)制具有重大研究意義。本文提出傳感器網(wǎng)絡(luò)動態(tài)響應(yīng)機(jī)制,其主要工作和研究成果如下：(1)從多角度研究比較目前無線傳感網(wǎng)中的多種路由協(xié)議,綜合考慮優(yōu)缺點(diǎn),由于匯聚樹協(xié)議性能突出,選定其作為基礎(chǔ)研究協(xié)議。在匯聚樹協(xié)議中設(shè)計(jì)并加入了動態(tài)響應(yīng)機(jī)制,使得網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)能夠根據(jù)監(jiān)測區(qū)域環(huán)境的變化動態(tài)調(diào)整發(fā)送頻率和路由選擇策略,及時(shí)反映環(huán)境變化。(2)在匯聚樹協(xié)議基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)加入了感知數(shù)據(jù)閾值敏感動態(tài)響應(yīng)機(jī)制,設(shè)計(jì)出了新協(xié)議,其組織形成的網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)既可以在正常環(huán)境下保持周期性的監(jiān)測環(huán)境,又可以當(dāng)環(huán)境發(fā)生急劇變化時(shí)做出及時(shí)的響應(yīng),響應(yīng)動作包括兩個(gè)方面：動態(tài)調(diào)整節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)頻率和路由選擇策略。(3)在設(shè)計(jì)出的新協(xié)議基礎(chǔ)上,進(jìn)一步提出了能量閾值敏感節(jié)點(diǎn)發(fā)送頻率動態(tài)響應(yīng)機(jī)制,讓監(jiān)測到突發(fā)事件并處于最快發(fā)送狀態(tài)的節(jié)點(diǎn)對能量變化敏感,讓這些節(jié)點(diǎn)中有一部分回到慢發(fā)送狀態(tài),節(jié)約一定能量,防止該區(qū)域節(jié)點(diǎn)的全部提前死亡。
【關(guān)鍵詞】：無線傳感器網(wǎng)絡(luò) 匯聚樹協(xié)議 動態(tài)響應(yīng) 突發(fā)事件 閾值敏感
【學(xué)位授予單位】：南京信息工程大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TP212.9;TN929.5
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-9
• 第一章 緒論9-16
• 1.1 課題來源9
• 1.2 研究背景9-11
• 1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-14
• 1.4 研究目的和意義14
• 1.5 主要工作及論文組織結(jié)構(gòu)14-15
• 1.6 本章小結(jié)15-16
• 第二章 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)概述16-32
• 2.1 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)16-20
• 2.1.1 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)16-17
• 2.1.2 傳感器節(jié)點(diǎn)17-18
• 2.1.3 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)協(xié)議層級結(jié)構(gòu)18-20
• 2.2 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)特征20-22
• 2.3 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)協(xié)議22-25
• 2.3.1 路由協(xié)議設(shè)計(jì)因素考量22-23
• 2.3.2 路由協(xié)議的分類23-25
• 2.4 CTP協(xié)議25-31
• 2.4.1 CTP協(xié)議的概述26-27
• 2.4.2 CTP協(xié)議抑制路由循環(huán)和包重復(fù)問題機(jī)制27-28
• 2.4.3 CTP協(xié)議總架構(gòu)28
• 2.4.4 鏈路質(zhì)量估計(jì)器28-29
• 2.4.5 路由引擎29-30
• 2.4.6 轉(zhuǎn)發(fā)引擎30-31
• 2.5 本章小結(jié)31-32
• 第三章 基于CTP的感知數(shù)據(jù)閾值敏感動態(tài)響應(yīng)機(jī)制研究32-48
• 3.1 引言32-35
• 3.1.1 主動式網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和反應(yīng)式網(wǎng)絡(luò)協(xié)議缺陷和解決方案33-35
• 3.2 相關(guān)工作35-37
• 3.2.1 主動式網(wǎng)絡(luò)協(xié)議35-36
• 3.2.2 反應(yīng)式網(wǎng)絡(luò)協(xié)議36
• 3.2.3 動態(tài)的傳輸頻率36-37
• 3.2.4 動態(tài)路由37
• 3.3 TDRHN協(xié)議的設(shè)計(jì)37-41
• 3.3.1 設(shè)計(jì)目標(biāo)和挑戰(zhàn)37-38
• 3.3.2 整體架構(gòu)38
• 3.3.3 混合網(wǎng)絡(luò)協(xié)議38-39
• 3.3.4 動態(tài)傳輸頻率39-40
• 3.3.5 動態(tài)路由選擇策略40-41
• 3.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析41-47
• 3.5 本章小結(jié)47-48
• 第四章 基于TDRHN的能量閾值敏感節(jié)點(diǎn)發(fā)送頻率動態(tài)響應(yīng)機(jī)制研究48-65
• 4.1 引言48-50
• 4.1.1 大量處于最快發(fā)送狀態(tài)節(jié)點(diǎn)導(dǎo)致能耗嚴(yán)重問題及解決方案49-50
• 4.2 SPIN協(xié)議的三次握手機(jī)制50-53
• 4.3 利用三次握手機(jī)制改進(jìn)TDRHN協(xié)議53-60
• 4.3.1 設(shè)計(jì)目標(biāo)和挑戰(zhàn)53-54
• 4.3.2 三次握手機(jī)制過程中的交互消息54
• 4.3.3 變量和閾值的設(shè)定54-55
• 4.3.4 節(jié)點(diǎn)傳輸成本的計(jì)算55-56
• 4.3.5 能量閾值敏感節(jié)點(diǎn)發(fā)送頻率動態(tài)響應(yīng)機(jī)制56-60
• 4.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析60-64
• 4.4.1 實(shí)驗(yàn)部署和平臺60
• 4.4.2 實(shí)驗(yàn)中相關(guān)參數(shù)的設(shè)置60-61
• 4.4.3 結(jié)果與分析61-64
• 4.5 本章小結(jié)64-65
• 第五章 總結(jié)與展望65-67
• 5.1 全文總結(jié)65-66
• 5.2 研究展望66-67
• 致謝67-68
• 參考文獻(xiàn)68-74
• 作者簡介74

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本文編號：934484