面向節(jié)能的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)跨層協(xié)議研究與實(shí)現(xiàn)

【摘要】：無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)綜合了傳感器技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、無(wú)線通信技術(shù)和微機(jī)電系統(tǒng)技術(shù),是當(dāng)前國(guó)際上備受關(guān)注的、由多學(xué)科交叉的一個(gè)熱點(diǎn)領(lǐng)域。由于傳感器節(jié)點(diǎn)通常運(yùn)行在工作人員無(wú)法接近的惡劣環(huán)境中,能源不能更換,所以節(jié)點(diǎn)從軟件到硬件的設(shè)計(jì),從部署到運(yùn)行都要把能量消耗作為重要的問(wèn)題來(lái)考慮 目前對(duì)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的節(jié)能研究大多是基于分層結(jié)構(gòu),這種分層結(jié)構(gòu)下的節(jié)能研究大都是局部的優(yōu)化,存在較大的局限性,難以達(dá)到更好的延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)生存期的結(jié)果。因?yàn)槟芰控灤┯跓o(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧的各層,是一個(gè)跨層的問(wèn)題,所以在考慮無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的能量?jī)?yōu)化時(shí),必須對(duì)各層的能量消耗進(jìn)行綜合優(yōu)化,從而達(dá)到網(wǎng)絡(luò)節(jié)能最大化的目的。 本文首先分析了無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)跨層設(shè)計(jì)的必要性、設(shè)計(jì)原則與方法,探討了協(xié)議棧各層對(duì)跨層的需求并對(duì)具有代表性的節(jié)能無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)協(xié)議進(jìn)行分析。其次針對(duì)分簇間的沖突問(wèn)題,提出基于TDMA時(shí)隙優(yōu)化的分簇跨層路由協(xié)議,通過(guò)優(yōu)化簇頭選擇算法和建立優(yōu)化的TDMA時(shí)隙分配表來(lái)構(gòu)建該節(jié)能算法,并使用MATLAB能量建模仿真進(jìn)行LEACH算法與跨層算法性能的對(duì)比,仿真表明跨層算法具有更好的能耗特性。然后針對(duì)以CYRF7936為射頻模塊,Atmega128L為MCU的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)能跨層協(xié)議測(cè)試驗(yàn)證平臺(tái)進(jìn)行軟件方案設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容有射頻芯片CYRF7936的SPI驅(qū)動(dòng)程序,射頻芯片CYRF7936的應(yīng)用程序,中斷程序以及節(jié)能跨層協(xié)議程序。最后使用TOSSIM仿真工具對(duì)基于跨層協(xié)議運(yùn)行的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和路由建立進(jìn)行了仿真。 【關(guān)鍵詞】：無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò) 跨層協(xié)議 TOSSIM CYRF7936 節(jié)能
【學(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2011
【分類(lèi)號(hào)】：TP212.9;TN915.04
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 第一章 緒論7-11
• 1.1 課題研究的背景和意義7-8
• 1.2 WSN 跨層協(xié)議設(shè)計(jì)的研究現(xiàn)狀8-9
• 1.3 本文所做工作以及論文安排9-11
• 第二章 跨層協(xié)議設(shè)計(jì)綜述11-19
• 2.1 跨層設(shè)計(jì)的必要性和設(shè)計(jì)原則11-13
• 2.2 跨層設(shè)計(jì)的一般方法13-15
• 2.3 協(xié)議棧各層對(duì)跨層設(shè)計(jì)的需求15-16
• 2.3.1 物理層對(duì)跨層的需求15-16
• 2.3.2 MAC 層對(duì)跨層的需求16
• 2.3.3 網(wǎng)絡(luò)層對(duì)跨層的需求16
• 2.3.4 應(yīng)用層對(duì)跨層的需求16
• 2.4 跨層設(shè)計(jì)面臨的問(wèn)題和發(fā)展方向16-17
• 2.5 本章小結(jié)17-19
• 第三章 節(jié)能無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)協(xié)議分析19-31
• 3.1 傳感器網(wǎng)絡(luò)能量分析概述19-20
• 3.2 MAC 層節(jié)能協(xié)議分析20-25
• 3.2.1 基于競(jìng)爭(zhēng)的MAC 協(xié)議20-22
• 3.2.2 基于調(diào)度的MAC 協(xié)議22-23
• 3.2.3 混合類(lèi)型的MAC 協(xié)議23-25
• 3.3 網(wǎng)絡(luò)層節(jié)能協(xié)議分析25-28
• 3.3.1 平面路由協(xié)議25-26
• 3.3.2 層次路由協(xié)議26-28
• 3.4 本章小結(jié)28-31
• 第四章 節(jié)能跨層協(xié)議優(yōu)化設(shè)計(jì)31-45
• 4.1 跨層協(xié)議設(shè)計(jì)目標(biāo)31
• 4.2 跨層協(xié)議優(yōu)化問(wèn)題分析31-32
• 4.3 跨層協(xié)議方案框架32
• 4.4 跨層算法分析32-41
• 4.4.1 路由機(jī)制選擇33-35
• 4.4.2 分簇間的沖突模型35
• 4.4.3 簇間沖突解決方法35-36
• 4.4.4 結(jié)合TDMA 的分簇路由優(yōu)化算法設(shè)計(jì)36-41
• 4.5 能量模塊建模41-42
• 4.6 MATLAB 模擬結(jié)論分析42-44
• 4.7 本章小結(jié)44-45
• 第五章 節(jié)能跨層協(xié)議驗(yàn)證平臺(tái)設(shè)計(jì)45-69
• 5.1 節(jié)能跨層協(xié)議驗(yàn)證平臺(tái)方案框架45
• 5.2 實(shí)驗(yàn)測(cè)試硬件平臺(tái)構(gòu)成45-47
• 5.2.1 平臺(tái)主體硬件電路圖45-46
• 5.2.2 低功耗控制器選擇——Atmega128L46-47
• 5.2.3 低功耗射頻芯片選擇——CYRF793647
• 5.3 實(shí)驗(yàn)測(cè)試平臺(tái)軟件設(shè)計(jì)47-67
• 5.3.1 軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境48-49
• 5.3.2 CYRF7936 工作流程49-50
• 5.3.3 SPI 驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)50-53
• 5.3.4 數(shù)據(jù)收發(fā)程序設(shè)計(jì)53-57
• 5.3.5 中斷處理程序設(shè)計(jì)57-59
• 5.3.6 節(jié)能跨層協(xié)議nesC 設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)59-67
• 5.4 本章小結(jié)67-69
• 第六章 總結(jié)與展望69-71
• 致謝71-73
• 參考文獻(xiàn)73-76

您可以在本站搜索以下學(xué)術(shù)論文文獻(xiàn)來(lái)了解更多相關(guān)內(nèi)容

一種基于虛擬中心的動(dòng)態(tài)時(shí)隙TDMA算法    趙永濱;周勇;

無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)中時(shí)鐘同步的研究    周書(shū)民;周建勇;潘仕彬;孫亞民;

TLTS:大規(guī)模無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)下基于簇的兩級(jí)TDMA調(diào)度協(xié)議    龔海剛;劉明;王曉敏;

TinyOS路由協(xié)議原理及性能評(píng)估    顏庭莘;孫利民;

基于OPNET的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)跨層設(shè)計(jì)    周玨嘉;林小竹;慕春棣;

無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)MAC協(xié)議研究進(jìn)展    鄭國(guó)強(qiáng);李建東;周志立;

無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)分簇路由協(xié)議    沈波;張世永;鐘亦平;

實(shí)時(shí)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的跨層優(yōu)化設(shè)計(jì)    陳立偉,羅云

無(wú)線Mesh網(wǎng)絡(luò)跨層設(shè)計(jì)研究    方旭明,馬忠建

基于跨層設(shè)計(jì)的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)新體系    呂曉雨;胡海峰;楊震;李震寧;

超寬帶無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸跨層優(yōu)化模型的研究    高曄方

無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)生命周期跨層優(yōu)化研究    王暉

分簇傳感器網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化方法的研究    陳磊

無(wú)線Ad hoc網(wǎng)絡(luò)跨層設(shè)計(jì)研究    盧先領(lǐng)

無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)能效問(wèn)題研究    郭樹(shù)民

無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)在文物保護(hù)中的應(yīng)用    何文德;楊鳳年;劉光燦;

無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)在執(zhí)勤槍械定位中的應(yīng)用    劉海波;鄒濤;翁哲;

WSN與GPRS結(jié)合的遠(yuǎn)程圖像等數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)    張開(kāi)風(fēng);胡艷軍;許耀華;姜新紅;仇樂(lè)樂(lè);王?？?高韋;丁勝建;

無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的研究與應(yīng)用    林麗萍;

無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用    余華;孫艷紅;車(chē)銀超;郭玉峰;

基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的農(nóng)田信息管理系統(tǒng)的研究    余華;呂寧波;

一種無(wú)線溫度傳感器網(wǎng)絡(luò)中節(jié)能的路由協(xié)議    范書(shū)平;高巍;馬寶英;

無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)在農(nóng)業(yè)信息監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用    楊治秋;柴寶杰;

無(wú)線傳感網(wǎng)應(yīng)用于設(shè)施農(nóng)業(yè)的節(jié)能方案研究    歸奕紅;

能量非均衡節(jié)點(diǎn)在無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)立體空間的LEACH路由研究    秦玉偉;彭燕;

基于IEEE802.15.4的一種分簇算法研究    張維勇;張芬;馬學(xué)森;

傳感器網(wǎng)絡(luò)局部時(shí)間同步協(xié)議研究    石為人;張陽(yáng);鄧鵬程;

基于分層的傳感器網(wǎng)絡(luò)自組織拓?fù)淇刂扑惴ㄑ芯?nbsp;   曾明;胥布工;

能量相關(guān)DSR協(xié)議OPNET仿真及性能分析    劉增力;李雯霏;龍華;朵琳;

無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)TTSL迭代定位算法    羅旭;柴利;楊君;

一種能量高效的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)自適應(yīng)傳輸方法    任玲;唐昊;周雷;魏振春;

基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的涉密載體智能監(jiān)管系統(tǒng)研究    何堅(jiān);方康玲;李曉卉;韓維;

基于ADF7020-1的無(wú)線收發(fā)模塊的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)    陳傳友;張?jiān)阼?

LEACH協(xié)議在群體生理參數(shù)采集中的實(shí)現(xiàn)    丁飛;馬小鐵;

基于IEEE802.15.4的溫室環(huán)境信息采集系統(tǒng)    于亮亮;劉剛;王俊;

無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)部署與拓?fù)淇刂蒲芯?nbsp;   王蕊

基于柱形換能器的水下傳感器網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)協(xié)議研究    孫玉婷

海洋監(jiān)測(cè)傳感器網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)研究    羅漢江

基于事件觸發(fā)的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)研究    郭瑛

水下傳感器網(wǎng)絡(luò)海上試驗(yàn)平臺(tái)的研究與設(shè)計(jì)    周鵬

無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中信息分發(fā)的可靠性研究    張書(shū)奎

能源自給低功耗無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)研究    高藝

無(wú)線自組織網(wǎng)絡(luò)中的路由技術(shù)相關(guān)問(wèn)題研究    吳磊

多跳無(wú)線網(wǎng)絡(luò)路由關(guān)鍵技術(shù)研究    陳偉

無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)收集與路由協(xié)議研究    王曉敏

基于可信的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)認(rèn)證技術(shù)的研究    葉青

無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)自身健康狀態(tài)融合機(jī)制研究    諶業(yè)濱

無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議研究    喬田田

基于ZigBee的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)在礦井機(jī)車(chē)運(yùn)輸監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用研究    駱科學(xué)

面向離散型制造業(yè)的嵌入式MES檢測(cè)終端開(kāi)發(fā)    彭慧

水文傳感器網(wǎng)絡(luò)部署優(yōu)化研究    閉啟禮

無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中基于網(wǎng)關(guān)的分級(jí)簇算法研究    張永琦

基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的實(shí)驗(yàn)管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)    張磊

無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中時(shí)間同步技術(shù)的研究    劉蘭濤

無(wú)線通信技術(shù)在設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)中的研究與應(yīng)用    許俊杰

無(wú)線Mesh網(wǎng)絡(luò)的小型化研究    李剛;魏瑋;

移動(dòng)Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)中基于預(yù)測(cè)及適時(shí)更新的位置信息服務(wù)    沈軍;曹元大;張樹(shù)東;

LAB:Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)中的位置輔助動(dòng)態(tài)廣播協(xié)議    沈軍;曹元大;楊鯤;

基于UWB技術(shù)的無(wú)線自組織網(wǎng)絡(luò)研究綜述    陳曦,張大龍,于宏毅,胡捍英

無(wú)線網(wǎng)格網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)及其應(yīng)用    傲丹,方旭明,馬忠建

超寬帶自組網(wǎng)中基于定位輔助的路由    閔軍,鄭相全,王婷婷

下一代無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中的跨層設(shè)計(jì)    柯煒,殷奎喜

ad hoc網(wǎng)絡(luò)中跨層設(shè)計(jì)方法的研究    王海濤,劉曉明

無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)及其研究難點(diǎn)    柯煒

無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)鏈路層和網(wǎng)絡(luò)層設(shè)計(jì)    宋曉勤,胡愛(ài)群

無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)分布式分簇和節(jié)能的數(shù)據(jù)收集協(xié)議研究    徐建波

戰(zhàn)術(shù)移動(dòng)Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)中的MAC協(xié)議研究    邢東

無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)安全問(wèn)題分析與研究    于立娟;

無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)及關(guān)鍵技術(shù)綜述    李釗;韋瑋;

基于最小跳數(shù)的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)跨層設(shè)計(jì)    劉華艷;邊婷婷;

無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的功率控制技術(shù)    朱江,李少謙

基于OPNET的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)跨層設(shè)計(jì)    周玨嘉;林小竹;慕春棣;

奶牛場(chǎng)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)研究    李泉輝;錢(qián)東平;李建國(guó);呂長(zhǎng)飛;

無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)功率控制技術(shù)綜述    侯忠偉;

無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)跨層通信協(xié)議的設(shè)計(jì)    張國(guó)霞;王潛平;黃海;談瑋;郭永玲;

基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的跨層設(shè)計(jì)路由算法    岳青山;李紅艷;胡鵬;

無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的跨層安全設(shè)計(jì)    楊光松;陳朝陽(yáng);肖明波;

基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的室內(nèi)定位系統(tǒng)    郭旭斌;葉長(zhǎng)城;王憶文;李輝;

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

無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的滾動(dòng)時(shí)域狀態(tài)估計(jì)方法    駱吉安;柴利;

無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中基于預(yù)測(cè)的Top-k監(jiān)測(cè)(英文)    曹芳菲;何文麟;陳紅;

基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的普適計(jì)算研究    龍昭華;李景中;蔣貴全;張林;

一種能量高效的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)自適應(yīng)傳輸方法    任玲;唐昊;周雷;魏振春;

無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中一種基于歷史數(shù)據(jù)分組的感知查詢(xún)技術(shù)    劉陽(yáng);楊曉春;王斌;于戈;李斌陽(yáng);

一種基于分簇的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)管理系統(tǒng)    馬禮;唐長(zhǎng)茂;

無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)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(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)MAC協(xié)議的研究    袁蕊;

無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)專(zhuān)利分析    美國(guó)專(zhuān)利律師 譚文曄　薛之揚(yáng)

無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)改變未來(lái)世界    本報(bào)記者 趙建國(guó)

利用無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)提高地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)能力    溫雅路

國(guó)內(nèi)外物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)研究進(jìn)展    賽迪顧問(wèn)信息產(chǎn)業(yè)研究中心高級(jí)咨詢(xún)師 王坤

科學(xué)準(zhǔn)確地認(rèn)識(shí)物聯(lián)網(wǎng)    本報(bào)記者 姚傳富

理智部署無(wú)線傳感網(wǎng)    沈建苗　編譯

無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)觀測(cè)平臺(tái)投入應(yīng)用    卞 輯

無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)供電獲新援    

讓無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)走入生活    羅清岳

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

無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中基于量化信息的目標(biāo)狀態(tài)估計(jì)與融合    周彥

基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的溫室群監(jiān)測(cè)與控制系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)研究與實(shí)現(xiàn)    周益明

無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)隱私保護(hù)關(guān)鍵技術(shù)研究    趙寶康

基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程抄表關(guān)鍵技術(shù)研究    姜宇

無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中目標(biāo)覆蓋的研究    谷雨

無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)精確動(dòng)態(tài)定位及其安全性問(wèn)題研究    馬永波

無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)能量高效組建關(guān)鍵技術(shù)的研究    羅丹彥

無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)能量有效安全路由協(xié)議研究    畢嘉娜

多媒體無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中若干算法研究    李哲濤

無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)高能效可靠數(shù)據(jù)傳輸理論及應(yīng)用研究    李玉凱

基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的卷煙廠環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn)    任瑩瑩

油水井無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的研究與實(shí)現(xiàn)    羅勇橋

基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的樓宇能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)研究與實(shí)現(xiàn)    姚忠孝

面向無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的壓縮與成簇算法研究與實(shí)現(xiàn)    李斌

基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的光強(qiáng)環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)    蔡殷

基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的導(dǎo)航系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)    黃衍璽

基于北斗系統(tǒng)的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)目標(biāo)定位算法研究    張濤

無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)目標(biāo)優(yōu)化覆蓋的研究    唐健華

無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)覆蓋算法研究    楊鳳偉

無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中基于壓縮感知技術(shù)的數(shù)據(jù)壓縮方法研究    龔靜