文档介绍：学位郑硕士堂论文二零零七年五月学科门类:专业名称:授予单位代码:密论文题目:作者姓名:导师姓名、职称:学号或申请号:级:面向环境监测的无线传感器网络设计研究夏静工学计算机软件与理论庄雷教授
摘要随着传感器技术、微电子技术、嵌入式计算技术和无线通信等技术的进步,无线传感器网络靡匝该头⒄梗⒁殉晌<扑慊学科的一个新领域,具有十分广阔的应用前景。它是由部署在监测区域内,大量廉价微型的传感器节点,以无线通信方式形成的一个自组织的网络系统,其目的是协作的感知、采集和处理网络覆盖区域内感知对象的信息,并发送给观察者。环境监测是无线传感器网络应用的一个重要领域。本文以面向环境监测的无线传感器网络为背景,针对环境监测中两种可能的应用情况:持续反馈式和查询/回复式分别进行通信协议的设计。由于环境监测往往是对大面积区域进行的,需要大量的传感器节点,所以在设计路由协议的过程中,我们采用聚簇的方式。通过对已有路由协议的研究发现,榻鲜合于持续反馈式应用,但对于大范围的应用环境来说却存在三点不足,我们对其进行改进,使之更适合于大范围的持续反馈式环境监测应用,经过分析验证,改进后的协议较原有的橛行У匮映ち送缟嫫冢欢杂诓檠馗词郊测,我们对樗岢龅牧词浇峁菇懈慕萌舾闪词酱亟峁估刺娲整个网络的长链结构,为了达到更好的查询性能,引入蠧协议的查询合于大范围的环境监测应用,且数据查询需要的时间仅为。在无线传感器网络中,介质访问控制榫龆宋尴咝诺赖氖褂梅式,用来构建传感器网络系统的底层基础结构,所以愕纳杓埔彩峭ㄐ判设计的关键,为不同的应用模式寻找适合的橐彩俏颐茄芯康闹氐恪关键词:无线传感器网络,环境监测,珺琈思想,提出了治觯珺鲜面向环境监测的无线传感器网络设计研究
瓻.:..。,瓸,·,,痳琲面向环境船测的无线传感;奥缟杓蒲芯甀...瑆,甌.
图表目录第一顺序无线电模型⋯⋯⋯⋯⋯.图琹图图籰无线传感器网络结构⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..无线传感器网络节点结构⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..无线传感器网络协议栈结构⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..路由协议⋯⋯⋯⋯./的基本访问机制⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。狹协议基本机制⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.大鸭岛项目实景图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯面向环境监测的传感器网络体系结构⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯槭迪只啤榈氖奔淞鞒獭最优簇数与每轮平均能耗⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯榱铰种写赝芬约按厍虻姆植记榭觥槟芰肯挠氪赝繁壤叵怠网络存活时间比较⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯定向扩散路由机制⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯谣传路由协议⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯荽淞础时间延迟与节点数量的关系⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯能量消耗与节点数量的关系⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯面向环境脏测的无线传感器嘲络设计研究...........,........。..................
第一章绪论课题背景论文研究目的和意义在当今信息技术飞速发展的时代,以为代表的信息网络给人们的无线传感器网络则改变了人类与自然界的交互方式。人们可以通过传感器网络直接感知客观世界,从而极大地扩展了现有网络的功能和人类认识世界的能力。无线传感器网络是将大量微型、廉价的传感器节点以无线组织的方式连接起来,通过部署在监测区域内,来进行实时监测、感知和采集信息,最后将监测结果发送给观察者。它在军事应用、环境监测、交通管理、医疗护理、日常生活等领域都具有非常广阔的应用前景,将使整个社会发生又一次的变革。美国商业周刊和际跗缆墼谠げ馕蠢醇际醴⒄沟谋ǜ嬷校直鸾尴叽ǜ器网络列为世纪最有影响力的项技术和改变世界的大技术之一】。环境监测是一类典型的传感器网络应用。研究者们运用无线传感器网络技术,将大量的微型传感器节点通过飞机布撤等方式随机部署在监测区域内,并由于传统的环境监测系统通常要在监测区域内部署大量的线路,且体积庞大、造价昂贵,尤其是在电源供给困难或是无通信网络的区域和人员不能到达的区域,更是增加了监测的难度。而且一旦部署完毕,就很难根据监测的需求现在,研究者们利用无线传感器网络在环境监测中的优势,突破传统的环境监测方法,将处于最前沿的新技术运用到科学监测中,为环境监测提供低成本,高可靠性的监测方法。通过对无线传感器网络的使用,在传统监测中所遇到的难点都将迎刃而解,并且投资也大幅度减少。无线传感器网络不需要任何固定网络的支持,而且具有快速展开、抗毁性强等特点,它可以使人们在任何生活带来了巨大的变化。如果襂谋淞巳擞肴酥涞墓低ǚ绞剑敲对感兴趣的信息进行不『自系母呔ǘ仁菟鸭改变监测任务,系统可重用性差。时间,地点和任