作為物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的一項(xiàng)重要技術(shù),無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(Wireless Sensor Network,WSN)憑借大規(guī)模、自組織等特點(diǎn),將人類社會(huì)與客觀世界更緊密地聯(lián)系在一起。然而受傳感器節(jié)點(diǎn)電池能量的限制,如何提升節(jié)點(diǎn)的能量利用率,延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)生命周期,實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的信息通信變得尤為重要。本文從城市基礎(chǔ)設(shè)施出發(fā),圍繞如何降低能耗與延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)生命周期這一問題,提出了基于AGNES與簇首數(shù)目?jī)?yōu)化的路由協(xié)議和基于Qo S優(yōu)化的多跳路由協(xié)議,實(shí)現(xiàn)地面建筑監(jiān)測(cè)信息的低功耗傳輸;構(gòu)建了基于DEEC協(xié)議改進(jìn)的多跳路由協(xié)議,實(shí)現(xiàn)地下管廊監(jiān)測(cè)信息的低功耗傳輸。主要工作如下:(1)系統(tǒng)地闡述了WSN及WSN路由協(xié)議的理論基礎(chǔ),包括WSN的概念、體系結(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)和關(guān)鍵技術(shù),同時(shí)概述了WSN路由協(xié)議的協(xié)議特點(diǎn)和設(shè)計(jì)要求,并對(duì)五種常見分層路由協(xié)議的特點(diǎn)做了詳細(xì)的描述和對(duì)比。(2)提出了一種基于AGNES與簇首數(shù)目?jī)?yōu)化的節(jié)能分簇路由協(xié)議。首先,引入一種新網(wǎng)絡(luò)模型,實(shí)現(xiàn)最優(yōu)簇首數(shù)目的計(jì)算。其次對(duì)AGNES算法進(jìn)行優(yōu)化,避免了大小簇能耗差過大問題。仿真結(jié)果表明,該協(xié)議在同構(gòu)和異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)下均能有效減少網(wǎng)絡(luò)能耗,延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)生命周期。(3... 

【文章來源】：杭州電子科技大學(xué)浙江省

【文章頁數(shù)】：80 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

災(zāi)區(qū)內(nèi)WSN節(jié)點(diǎn)部署圖

杭州電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文3有幾米，因此在這類建筑中傳感器節(jié)點(diǎn)的部署與傳統(tǒng)WSN的有個(gè)重要的區(qū)別：傳統(tǒng)WSN一般實(shí)行單匯聚節(jié)點(diǎn)工作的方案，但是管廊內(nèi)部將使用多地段多匯聚節(jié)點(diǎn)分工協(xié)作的方案。在地下管廊WSN中，為提升網(wǎng)絡(luò)的覆蓋率及減少信息的冗余度，節(jié)點(diǎn)的放置形式一般是線性或半線性。在每個(gè)地段內(nèi)，均有一個(gè)匯聚節(jié)點(diǎn)，該節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)接收地段內(nèi)所有簇首傳輸?shù)臄?shù)據(jù)。隨后，各匯聚節(jié)點(diǎn)分別以單跳或多跳的傳輸形式將融合后的各地段數(shù)據(jù)信息發(fā)送到控制中心進(jìn)行最終的任務(wù)決策，如圖1.2所示。因此，為了最大程度地延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)生命周期，人們需要設(shè)計(jì)應(yīng)用于地下管廊的節(jié)能高效的WSN路由協(xié)議。圖1.2地下管廊內(nèi)WSN節(jié)點(diǎn)部署圖作為21世紀(jì)新提出的一項(xiàng)技術(shù)，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的各個(gè)標(biāo)準(zhǔn)是近年來才開始被提出與制定的。隨著傳感器節(jié)點(diǎn)嵌入式技術(shù)[5]的發(fā)展，信息采集的多元化，以及移動(dòng)通信技術(shù)[6]的日趨完善，在飛速發(fā)展的計(jì)算機(jī)時(shí)代，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在城市基礎(chǔ)設(shè)施中的應(yīng)用必將進(jìn)一步完善。1.1.2研究意義作為國家重要建設(shè)項(xiàng)目，智慧城市建設(shè)涵蓋了城市的方方面面，融合了城市管理、政府公共服務(wù)、市民生活等多個(gè)應(yīng)用，可以大大提升政府管理和服務(wù)能力，滿足人民群眾的物質(zhì)和文化生活需求。作為智慧城市高效運(yùn)轉(zhuǎn)的發(fā)動(dòng)機(jī)，城市基礎(chǔ)設(shè)施不同于傳統(tǒng)的基礎(chǔ)設(shè)施，它能協(xié)調(diào)好智慧城市各項(xiàng)功能，保證它們穩(wěn)定地協(xié)同運(yùn)作。此外，城市基礎(chǔ)設(shè)施結(jié)合信息技術(shù)，通過對(duì)外界信息的感知，可以實(shí)現(xiàn)物質(zhì)世界與信息世界的實(shí)時(shí)交互。智慧城市的快速發(fā)展，迫使人們不斷加大城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)力度，實(shí)施更加科學(xué)的基礎(chǔ)設(shè)施管理。但傳統(tǒng)設(shè)施管理技術(shù)缺乏有效的運(yùn)營(yíng)管理手段，會(huì)不可避免地產(chǎn)生一些安全防護(hù)方面的問題。這些問題可以歸為網(wǎng)絡(luò)信息安全和現(xiàn)實(shí)安全兩大類：網(wǎng)絡(luò)信息安全?

杭州電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文4現(xiàn)實(shí)安全指由于缺乏有效的運(yùn)營(yíng)管理手段，傳統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施監(jiān)測(cè)系統(tǒng)無法及時(shí)更新與反饋基礎(chǔ)設(shè)施的狀態(tài)信息，造成城市管理服務(wù)水平無法緊跟智慧城市發(fā)展的步伐，從而產(chǎn)生嚴(yán)重的“城市脖，比如：環(huán)境污染、交通擁擠、資源浪費(fèi)等，如圖1.3所示，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí){人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全。(a)環(huán)境污染(b)交通擁擠(c)資源浪費(fèi)圖1.3“城市脖現(xiàn)象這些安全問題輕則影響人民群眾的正常生活，重則嚴(yán)重?fù)p害整個(gè)城市的公共安全，干擾政府決策的實(shí)施。因此，建設(shè)科學(xué)安全的智慧城市基礎(chǔ)設(shè)施安全防護(hù)體系迫在眉睫。智慧城市基礎(chǔ)設(shè)施安全防護(hù)體系運(yùn)用科學(xué)的手段對(duì)采集數(shù)據(jù)進(jìn)行合理的處理與分析，能夠清楚地了解城市運(yùn)行狀況，進(jìn)行智能化的決策判斷，是智慧城市建設(shè)策略的指導(dǎo)方針。智慧城市基礎(chǔ)設(shè)施安全防護(hù)體系在加速提升運(yùn)用于智慧城市的物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等核心技術(shù)性能，降低系統(tǒng)安全風(fēng)險(xiǎn)的同時(shí)，還可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理智慧城市運(yùn)轉(zhuǎn)過程中不安全因素，將安全應(yīng)急的關(guān)口前移，有助于智慧城市的穩(wěn)定發(fā)展。作為城市發(fā)展中的新姿態(tài)，智慧城市提升空間的上限，主要取決于智慧城市基礎(chǔ)設(shè)施安全防護(hù)體系的保障時(shí)長(zhǎng)。在這條道路上，只有建立科學(xué)、完整、安全、可持續(xù)的基礎(chǔ)設(shè)施安全防護(hù)體系，才能保障智慧城市建設(shè)順利落地，書寫更加美好的藍(lán)圖。對(duì)于現(xiàn)實(shí)安全中許多不確定因素，所構(gòu)建的智慧城市基礎(chǔ)設(shè)施安全防護(hù)體系主要指實(shí)時(shí)可靠的城市基礎(chǔ)設(shè)施監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。憑借傳感器節(jié)點(diǎn)的微型化優(yōu)勢(shì)，研究人員將無線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用在了一些智能家居、大型地表建筑等地上基礎(chǔ)設(shè)施和一些地下煤礦、地下鉆井等地下基礎(chǔ)設(shè)施中，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)基礎(chǔ)設(shè)施狀態(tài)。一旦發(fā)生危險(xiǎn)，便于指揮中心及時(shí)作出決策，通知周圍群眾和工作人員及時(shí)撤離。燃油一般儲(chǔ)藏在加油站的地下油罐

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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