無線傳感器網(wǎng)絡(luò)（WSN）作為IoT的基礎(chǔ)設(shè)施,連接物理世界和互聯(lián)網(wǎng)世界。隨著物聯(lián)網(wǎng)和智慧城市的發(fā)展,傳感器節(jié)點也越來越普及。傳統(tǒng)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)由于受到傳感器資源限制,已經(jīng)無法滿足數(shù)據(jù)通信的服務(wù)質(zhì)量要求。同時,WSN在不斷發(fā)展中面臨難以擴展、無法同步感知等問題。軟件定義網(wǎng)絡(luò)的可編程、數(shù)據(jù)與控制分離等特性為無線傳感器網(wǎng)絡(luò)帶來了機遇。本研究基于現(xiàn)有的研究,為了解決無線傳感器網(wǎng)絡(luò)面臨的在不同數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量方面存在的問題,引入軟件定義網(wǎng)絡(luò),設(shè)計了適合大規(guī)模無線傳感器節(jié)點的一種軟件定義無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)感知流量決策方案,充分考慮節(jié)點面臨的資源限制和數(shù)據(jù)傳輸過程中的服務(wù)質(zhì)量要求,針對傳感器網(wǎng)絡(luò)的路由和拓撲控制問題進行了研究。本文主要工作如下:本文首先分析了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的自身特點以及應(yīng)用軟件定義思想的可能性,并且詳細分析了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)不同路由技術(shù)。其次根據(jù)相關(guān)已有研究,設(shè)計了軟件定義無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的控制平面與數(shù)據(jù)平面的交互流程,將傳統(tǒng)的Sink節(jié)點設(shè)計為控制器,采用集中式的控制決策,控制器根據(jù)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的視圖周期性生成節(jié)點的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)規(guī)則。由于控制器具有全局視圖,因此可以更好的控制分布式節(jié)... 

【文章來源】：蘭州交通大學(xué)甘肅省

【文章頁數(shù)】：60 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

MOR算法每個episode的平均獎勵圖

蘭州交通大學(xué)碩士學(xué)位論文29圖3.4MOR算法每個episode的平均獎勵圖(1)數(shù)據(jù)包生成速率對網(wǎng)絡(luò)性能的影響在本小節(jié)，研究了協(xié)議對于傳感器的各種數(shù)據(jù)包生成速率的性能，考慮鏈路故障率=0.2的情況。流量負載考慮每秒發(fā)送不同數(shù)量的數(shù)據(jù)包情況。如圖3.5所示，隨著數(shù)據(jù)流量的增加，延遲隨之增加。在每秒發(fā)送7個數(shù)據(jù)包的情況下，MOR協(xié)議數(shù)據(jù)傳輸?shù)钠骄舆t為0.3秒，DACR協(xié)議傳輸?shù)钠骄舆t為0.4秒，MRLCC協(xié)議傳輸?shù)钠骄舆t為0.6秒。MOR協(xié)議通過獎勵函數(shù)保證了具有一定的低延時。DACR采用的輕量級的強化學(xué)習(xí)方法可以保證較低的延遲，MRLCC由于采用的Q表的學(xué)習(xí)方式，在網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)復(fù)雜的情況下，其延遲優(yōu)化能力明顯不足。圖3.5平均延遲與流量負載關(guān)系圖

軟件定義無線傳感器網(wǎng)絡(luò)流量感知的路由控制研究30如圖3.6所示，隨著流量的增加，平均可靠性會降低。在每秒發(fā)送7個數(shù)據(jù)包的情況下，MOR協(xié)議數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃越茷?.8，DACR協(xié)議傳輸?shù)目煽啃源蠹s為0.7，MRLCC協(xié)議傳輸?shù)目煽啃约s為0.6。MOR協(xié)議在獎勵函數(shù)中考慮了可靠性影響，通過深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練，可以在具有較高數(shù)據(jù)傳輸時，提供更好的數(shù)據(jù)包傳輸質(zhì)量保證，降低數(shù)據(jù)包的丟包發(fā)生的概率。DACR協(xié)議同樣具有較好的可靠性，但隨著更高的數(shù)據(jù)負載產(chǎn)生，其可靠性會明顯下降。MRLCC協(xié)議在設(shè)計過程中并未考慮可靠性度量指標(biāo)，因此，隨著數(shù)據(jù)流量負載的增加，MRLCC的可靠性降低速度快于MOR和DACR協(xié)議。圖3.6可靠性與流量負載關(guān)系圖圖3.7傳輸過程中數(shù)據(jù)包平均能量消耗與流量負載關(guān)系圖

【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于演化博弈的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)能分簇路由算法[J]. 周遠林,陶洋,李正陽,楊柳.  傳感技術(shù)學(xué)報. 2020(03)
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[5]鏈路相關(guān)性感知的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)多播路由協(xié)議[J]. 姚磊,沈航,白光偉,徐佳佳.  小型微型計算機系統(tǒng). 2019(04)
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碩士論文
[1]基于動態(tài)規(guī)劃的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)能量路由優(yōu)化方法研究[D]. 楊睿.電子科技大學(xué) 2012



本文編號：3256510