無線傳感器網(wǎng)絡測試平臺及節(jié)能技術研究

【摘要】：無線傳感器網(wǎng)絡(WSN)已經引起了新的研究熱潮,隨著研究的深入能量問題越來越引起了人們的重視。在國家“十二五”發(fā)展報告中對未來無線傳感器網(wǎng)絡行業(yè)的發(fā)展環(huán)境及發(fā)展趨勢進行探討和研判,并在大量分析、預測的基礎上,研究了無線傳感器網(wǎng)絡行業(yè)今后的應對策略?！笆濉北貙⒔o無線傳感器網(wǎng)絡的研究帶來新的機遇和挑戰(zhàn)。 目前協(xié)議的測試大多停留在計算機仿真的層面上。為協(xié)議設計人員提供真實的測試、驗證環(huán)境而搭建一個能進行多功能測試的無線傳感器網(wǎng)絡節(jié)點測試平臺是非常必要的。本文所設計的無線傳感器網(wǎng)絡測試平臺不僅實現(xiàn)了傳統(tǒng)平臺完成的數(shù)據(jù)采集、無線收發(fā)、數(shù)據(jù)分發(fā)等功能;還能夠提供數(shù)據(jù)測試、分析與處理的功能,從而對協(xié)議的性能可進行實際環(huán)境的測試。測試平臺由兩部分組成,一部分用于無線傳感器網(wǎng)絡功能模塊的實現(xiàn),另一部分用于測試的需要;兩部分即是一個整體,又可以理解為相互獨立的部分。 另外,節(jié)能已經成為無線傳感器網(wǎng)絡研究的核心問題。為解決能量問題,文章首先對造成能耗的原因進行了分析。然后,提出了節(jié)能設計的方案。一方面,從協(xié)議設計的角度出發(fā),對目前應用較為廣泛的協(xié)議進行了分析及優(yōu)缺點的總結,在此基礎上設計了節(jié)能跨層的無線傳感器網(wǎng)絡協(xié)議,并進行了理論分析。另一方面,為實現(xiàn)能量的高效利用,本文設計了一套無線射頻發(fā)射距離控制的方案。在已知距離的情況下,分析得出能量損耗隨距離變化的關系曲線,從而確定發(fā)射端所需要的發(fā)射功率,并進行相應的處理,最終實現(xiàn)距離的有效控制。 【關鍵詞】：無線傳感器網(wǎng)絡 測試平臺 節(jié)能 協(xié)議 發(fā)射距離
【學位授予單位】：西安電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2011
【分類號】：TP212.9;TN929.5
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 第一章 緒論7-13
• 1.1 研究的背景與意義7-8
• 1.2 無線傳感器網(wǎng)絡研究現(xiàn)狀8-10
• 1.2.1 概述8-9
• 1.2.2 研究現(xiàn)狀9-10
• 1.3 本文的主要工作與內容安排10-13
• 第二章 傳感器網(wǎng)絡測試平臺設計目標13-21
• 2.1 傳統(tǒng)傳感器節(jié)點原理13-17
• 2.1.1 傳感器網(wǎng)絡節(jié)點結構14-16
• 2.1.2 傳感器節(jié)點設計的特點16
• 2.1.3 傳感器網(wǎng)絡節(jié)點的挑戰(zhàn)16-17
• 2.2 測試平臺的設計目標17-21
• 第三章 傳感器網(wǎng)絡硬件測試平臺的設計21-45
• 3.1 硬件平臺的總體設計21-24
• 3.1.1 傳感器網(wǎng)絡測試平臺的總體設計21-22
• 3.1.2 功能模塊設計22-23
• 3.1.3 測試模塊設計23-24
• 3.2 關鍵器件的選型24-33
• 3.2.1 處理器芯片選型24-28
• 3.2.2 射頻芯片選型28-32
• 3.2.3 其他的部分芯片選型32-33
• 3.3 功能模塊的原理圖設計33-38
• 3.3.1 處理器部分設計33-34
• 3.3.2 射頻部分設計34-35
• 3.3.3 電源部分設計35-36
• 3.3.4 串行Flash 電路設計36
• 3.3.5 其他輔助電路設計36-38
• 3.4 測試模塊的原理圖設計38-42
• 3.4.1 電源部分設計38-39
• 3.4.2 處理器部分設計39
• 3.4.3 外部存儲部分設計39-40
• 3.4.4 輸入、輸出設備設計40
• 3.4.5 模擬傳感器部分設計40-41
• 3.4.6 虛擬串口設計41
• 3.4.7 能耗測試部分設計41-42
• 3.5 測試平臺的PCB 實現(xiàn)42-45
• 第四章 傳感器網(wǎng)絡節(jié)能技術研究45-65
• 4.1 傳感器網(wǎng)絡耗能情況分析45-48
• 4.1.1 硬件層面的能量分析45-47
• 4.1.2 協(xié)議的耗能分析47-48
• 4.2 傳感器網(wǎng)絡節(jié)能跨層協(xié)議設計48-57
• 4.2.1 MAC 協(xié)議的設計問題與挑戰(zhàn)48-49
• 4.2.2 典型的無線傳感器網(wǎng)絡MAC 協(xié)議分析49-53
• 4.2.3 節(jié)能跨層協(xié)議的設計53-56
• 4.2.4 節(jié)能效率分析56-57
• 4.3 無線發(fā)射距離的節(jié)能控制57-65
• 4.3.1 實現(xiàn)方案57-61
• 4.3.2 測試分析61-65
• 第五章 總結與展望65-67
• 5.1 工作總結65
• 5.2 工作展望65-67
• 致謝67-69
• 參考文獻69-72

您可以在本站搜索以下學術論文文獻來了解更多相關內容

基于ZigBee技術的無線傳感器網(wǎng)絡在油田的應用研究    李明濤;

什么是無線傳感器網(wǎng)絡(WSN)    

無線傳感器網(wǎng)絡:一種低功耗、無線型應用    Iboun Taimiya Sylla;

無線傳感器的網(wǎng)絡技術應用分析    呂曉峰;

無線傳感器網(wǎng)絡軟硬件組成綜述    黃理;張晉;

無線傳感器網(wǎng)絡數(shù)據(jù)融合技術研究    馬新華;

無線傳感器網(wǎng)絡在軍事領域中的應用研究    黨月芳;

無線傳感器網(wǎng)絡防攻擊技術研究    何涇沙;張旸;張玉強;徐晶;

面向物流業(yè)的RFID應用流程測試平臺研究    王亮;

Zigbee在無線傳感器網(wǎng)絡中的應用    潘恒曦;辛旺;范蟠果;

基于無線傳感器網(wǎng)絡的室內定位系統(tǒng)    郭旭斌;葉長城;王憶文;李輝;

基于蟻群算法的無線傳感器網(wǎng)絡路由算法的研究    徐久強;盧鎖;趙海;崔行兵;劉大鵬;

無線傳感器網(wǎng)絡的滾動時域狀態(tài)估計方法    駱吉安;柴利;

無線傳感器網(wǎng)絡中基于預測的Top-k監(jiān)測(英文)    曹芳菲;何文麟;陳紅;

基于無線傳感器網(wǎng)絡的普適計算研究    龍昭華;李景中;蔣貴全;張林;

一種能量高效的無線傳感器網(wǎng)絡自適應傳輸方法    任玲;唐昊;周雷;魏振春;

無線傳感器網(wǎng)絡中一種基于歷史數(shù)據(jù)分組的感知查詢技術    劉陽;楊曉春;王斌;于戈;李斌陽;

一種基于分簇的無線傳感器網(wǎng)絡數(shù)據(jù)存儲管理系統(tǒng)    馬禮;唐長茂;

無線傳感器網(wǎng)絡物理層協(xié)議的研究現(xiàn)狀    梁(韋華);于海斌;

基于礦井節(jié)能的無線傳感器網(wǎng)絡MAC協(xié)議的研究    袁蕊;

無線傳感器網(wǎng)絡供電獲新援    

利用無線傳感器網(wǎng)絡提高地質災害監(jiān)測能力    溫雅路

國內外物聯(lián)網(wǎng)技術研究進展    賽迪顧問信息產業(yè)研究中心高級咨詢師 王坤

科學準確地認識物聯(lián)網(wǎng)    本報記者 姚傳富

無線傳感器網(wǎng)絡技術專利分析    美國專利律師 譚文曄　薛之揚

理智部署無線傳感網(wǎng)    沈建苗　編譯

無線傳感器網(wǎng)絡觀測平臺投入應用    卞 輯

無線傳感器網(wǎng)絡改變未來世界    本報記者 趙建國

讓無線傳感器網(wǎng)絡走入生活    羅清岳

以無線傳感器網(wǎng)絡打造智能化城市    記者 陸成鋼　通訊員 尚曉天

無線傳感器網(wǎng)絡隱私保護關鍵技術研究    趙寶康

基于無線傳感器網(wǎng)絡的遠程抄表關鍵技術研究    姜宇

無線傳感器網(wǎng)絡中基于量化信息的目標狀態(tài)估計與融合    周彥

無線傳感器網(wǎng)絡中目標覆蓋的研究    谷雨

無線傳感器網(wǎng)絡精確動態(tài)定位及其安全性問題研究    馬永波

無線傳感器網(wǎng)絡能量高效組建關鍵技術的研究    羅丹彥

無線傳感器網(wǎng)絡能量有效安全路由協(xié)議研究    畢嘉娜

多媒體無線傳感器網(wǎng)絡中若干算法研究    李哲濤

無線傳感器網(wǎng)絡高能效可靠數(shù)據(jù)傳輸理論及應用研究    李玉凱

基于無線傳感器網(wǎng)絡的定位和跟蹤算法研究    丁英強

基于組件的無線傳感器網(wǎng)絡測試平臺研究與實現(xiàn)    趙鵬偉

基于無線傳感器網(wǎng)絡的光強環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)設計    蔡殷

基于無線傳感器網(wǎng)絡的導航系統(tǒng)設計與實現(xiàn)    黃衍璽

基于北斗系統(tǒng)的無線傳感器網(wǎng)絡目標定位算法研究    張濤

無線傳感器網(wǎng)絡目標優(yōu)化覆蓋的研究    唐健華

無線傳感器網(wǎng)絡覆蓋算法研究    楊鳳偉

無線傳感器網(wǎng)絡中基于壓縮感知技術的數(shù)據(jù)壓縮方法研究    龔靜

無線傳感器網(wǎng)絡在農田溫濕度信息采集中的構建與應用    孫艷紅

無線傳感器網(wǎng)絡在蔬菜大棚環(huán)境監(jiān)測中的應用研究    張瀅

無線傳感器網(wǎng)絡安全支持技術的研究    王帆