無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)(Wireless Sensor Networks,WSN)技術(shù)的應(yīng)用促進(jìn)了林業(yè)現(xiàn)代化建設(shè)。林區(qū)WSN應(yīng)用技術(shù)是我國(guó)林業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要研究課題,也是目前林業(yè)生態(tài)監(jiān)測(cè)的研究熱點(diǎn)。林區(qū)無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用,首先要解決森林環(huán)境下有限能量供給與數(shù)據(jù)低延遲傳輸問(wèn)題。由于森林環(huán)境區(qū)域大且樹(shù)木密度不均、森林高度動(dòng)態(tài)變化、信號(hào)易遮擋等特點(diǎn),在森林環(huán)境中易造成節(jié)點(diǎn)能量耗盡快、網(wǎng)絡(luò)生命周期短及數(shù)據(jù)傳輸延遲大的困境。其次,無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用通常是以最大數(shù)據(jù)采集為核心,但數(shù)據(jù)高采集率與有限能量供給的矛盾不可避免,因此需要構(gòu)建以有限能量供給為約束的最大數(shù)據(jù)采集率模型,以保障無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)的最優(yōu)采集工況。本文從森林環(huán)境下無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用出發(fā),圍繞傳感器節(jié)點(diǎn)的能量自收集永置功能分析、傳感器節(jié)點(diǎn)傳輸路由策略、數(shù)據(jù)采集、融合與模糊推理決策火險(xiǎn)預(yù)警過(guò)程等方面開(kāi)展無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)在林業(yè)上的應(yīng)用研究,從而為基于可充電無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)的林火預(yù)警問(wèn)題的整體解決提供方案。主要研究成果如下:(1)分析了可充電無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)中的能量動(dòng)態(tài)補(bǔ)給情況,提出了基于能量的傳輸控制協(xié)議,有效地提高了數(shù)據(jù)傳輸效率。在可充電無(wú)線(xiàn)傳...

【文章頁(yè)數(shù)】：106 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
致謝
摘要
abstract
1 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)概述
        1.2.1 無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
        1.2.2 無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)
        1.2.3 無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用
    1.3 無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)林業(yè)應(yīng)用概述
        1.3.1 無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)感知層林業(yè)應(yīng)用
        1.3.2 無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)層林業(yè)應(yīng)用
        1.3.3 無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)傳輸層林業(yè)應(yīng)用
        1.3.4 無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用層林業(yè)應(yīng)用
    1.4 森林火險(xiǎn)氣象等級(jí)概述
        1.4.1 森林火險(xiǎn)等級(jí)劃分
        1.4.2 森林防火的意義
    1.5 問(wèn)題的提出
    1.6 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析
    1.7 研究意義
    1.8 主要研究?jī)?nèi)容
        1.8.1 基于傳輸能量控制的數(shù)據(jù)傳輸延遲模型研究
        1.8.2 基于數(shù)據(jù)融合策略的最大數(shù)據(jù)采集率模型研究
        1.8.3 建立基于無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的森林火險(xiǎn)監(jiān)控體系
    1.9 本文組織結(jié)構(gòu)
2 森林環(huán)境下的數(shù)據(jù)低延遲傳輸模型研究
    2.1 研究背景
    2.2 網(wǎng)絡(luò)低延遲模型
        2.2.1 網(wǎng)絡(luò)模型
        2.2.2 數(shù)據(jù)延遲模型設(shè)計(jì)
        2.2.3 傳輸控制模型降低網(wǎng)絡(luò)延遲
        2.2.4 采用2 跳機(jī)制的數(shù)據(jù)傳輸延遲界限實(shí)現(xiàn)
        2.2.5 采用多跳機(jī)制的數(shù)據(jù)傳輸延遲界限實(shí)現(xiàn)
        2.2.6 考慮能量補(bǔ)給實(shí)際情況下的數(shù)據(jù)傳輸延遲分析
        2.2.7 分布式情況下的數(shù)據(jù)傳輸延遲分析
        2.2.8 數(shù)據(jù)傳輸控制模型中的節(jié)點(diǎn)能量分析
    2.3 數(shù)據(jù)延遲實(shí)驗(yàn)分析
    2.4 基于TELOSB節(jié)點(diǎn)的協(xié)議實(shí)現(xiàn)
        2.4.1 TelosB節(jié)點(diǎn)介紹
        2.4.2 基于TelosB節(jié)點(diǎn)的協(xié)議實(shí)現(xiàn)
        2.4.3 TelosB節(jié)點(diǎn)的性能分析
    2.5 本章小結(jié)
3 數(shù)據(jù)采集高速率模型研究
    3.1 研究背景
    3.2 系統(tǒng)模型
        3.2.1 能耗模型
        3.2.2 能量補(bǔ)充模型
        3.2.3 路由模型
    3.3 數(shù)據(jù)采集高速率模型設(shè)計(jì)
        3.3.1 模型描述
        3.3.2 分布式數(shù)據(jù)最大采集率模型
    3.4 系統(tǒng)仿真
        3.4.1 環(huán)境設(shè)置
        3.4.2 系統(tǒng)執(zhí)行
        3.4.3 模型效果比較
    3.5 本章小結(jié)
4 無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在森林防火中的應(yīng)用與驗(yàn)證
    4.1 研究背景
    4.2 相關(guān)研究
    4.3 基于無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)的森林火災(zāi)預(yù)測(cè)模糊推理系統(tǒng)
        4.3.1 火災(zāi)氣象監(jiān)測(cè)
        4.3.2 模糊推理系統(tǒng)簡(jiǎn)介
        4.3.3 相關(guān)參數(shù)規(guī)范化
        4.3.4 模糊三角數(shù)方案
        4.3.5 加權(quán)模糊推理方案
        4.3.6 加權(quán)模糊森林火災(zāi)預(yù)測(cè)
    4.4 模糊推理系統(tǒng)在南京市紫金山森林火災(zāi)預(yù)警中的應(yīng)用
        4.4.1 南京市區(qū)域特點(diǎn)
        4.4.2 裝置部署
        4.4.3 系統(tǒng)實(shí)施
    4.5 本章小結(jié)
5 結(jié)論與展望
    5.1 主要研究結(jié)論
    5.2 主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)
    5.3 進(jìn)一步研究展望
參考文獻(xiàn)
科研項(xiàng)目、發(fā)表論文和知識(shí)產(chǎn)權(quán)



本文編號(hào)：3925306