文档介绍：无线传感器网络高能效可靠数据传输理论及应用研究博士学位论文博士研究生:导申请学位:科:所在学院:授予学位单位:控制理论与控制工程控制与计算机工程学院:学答辩日期:李玉凯白焰教授工学博士月华北电力大学国内图书分类号:国际图书分类号:学校代码:密级:公开
舢洲Ⅲ㈣⋯⋯::.¨¨¨¨¨■篢瓺.
导师签名:、么/少纫作者签名:金玉如作者签名:庶玉灿日期:汐//年多月气归华北电力大学博士学位论文原创性声明华北电力大学博士学位论文使用授权书不保密动,月况日日期:‘功,,年参月纫日已发表或撰写过的研究成果。对本文的研究工作做出重要贡献的个人和集体,均已复印件和电子版本,允许论文被查阅和借阅。本人授权华北电力大学,可以采用影年解密后适用本授权书本人郑重声明:此处所提交的博士学位论文《无线传感器网络高能效可靠数据传输理论及应用研究》,是本人在导师指导下,在华北电力大学攻读博士学位期间独立进行研究工作所取得的成果。据本人所知,论文中除已注明部分外不包含他人在文中以明确方式注明。本声明的法律结果将完全由本人承担。《无线传感器网络高能效可靠数据传输理论及应用研究》系本人在华北电力大学攻读博士学位期间在导师指导下完成的博士学位论文。本论文的研究成果归华北电力大学所有,本论文的研究内容不得以其它单位的名义发表。本人完全了解华北电力大学关于保存、使用学位论文的规定,同意学校保留并向有关部门送交论文的印、缩印或其他复制手段保存论文,可以公布论文的全部或部分内容。本学位论文属于朐谝陨舷嘤Ψ娇蚰诖颉啊保密口,在日期:、∥!
摘要微机电系统、嵌入式系统、计算机网络以及无线通信等技术的进步与融合,高能效可靠数据传输是无线传感器网络研究中的一个基础和关键问题,它决定了节点感知的数据如何经多跳路由传输到基站,对网络的通信性能和能量使用效率都有着关键的影响。针对无线传感器网络的本质特点,研究高能效可靠数据传输理论和应用技术具有非常重要的意义。路径可靠传输等理论与技术展开了深入研究;并结合工业自动化对无线传感器诊断系统。本文取得的理论研究成果和创新点如下:攵晕拮刺乩碜7⑿橹械穆酚沙逋晃侍猓岢隽艘恢只诜植际侥糊综合评判的路由冲突优化机制8没平ā胺植际侥:酆掀琅小庇“优先级竞争嘟岷希诙运邢乱惶蜓〗诘愕淖7⒕嗬搿⒘绰分柿俊⑹推动了无线传感器网络虺芖牟肟焖发展。无线传感器网络通常由大量具有无线通信和数据处理能力的微型传感器节点以自组织的方式构成,它将逻辑上的信息世界与真实的物理世界有机融合,深刻地改变了人与自然的交互方式,并对现代科学技术产生了极其深远的影响。由于无线传感器网络节点的资源严格受限,并且常被应用在恶劣的环境中,这给无线传感器网络的理论和应用研究带来了很多挑战。为了保障数据传输可靠性和提高数据传输能效,本文在无状态地理转发原理的基础上,围绕着路由冲突优化、基于簇的可靠传输以及基于轨迹的分离多网络的应用需求,设计并实现了一种基于无线传感器网络的在线分析仪表故障余能量等因素进行权衡的基础上,从中筛选出少数性能较优的来参与下一跳转发权的竞争,以此降低候选节点问的冲突概率,提升协议的路由效率。理论分析与实验结果表明:ü呕酚沙逋唬梢栽谖拮刺乩碜7⑿樵有性能基础上有效提升数据传输的能效和降低数据传输的时延。攵韵钟卸嗦肪洞湫橹腥哂嘧7⒛芎墓叩奈侍猓疚脑贔研究成果的基础上,将以“节点5ノ坏牡乩碜7⑼卣钩梢浴按亍蔽5ノ坏地理转发,并由此提出两种基于动态簇的可靠传输机制和。在这两种机制中,数据均是以簇为每跳单位向基站传输;各个簇通过其成员间的协作来保证传输的可靠性,并通过限制簇成员数量来降低冗余传输能耗;簇是动态的,在参与数据转发前建立,完成任务后自动撤销。理论分析和实验结果表
明:与已有研究成果相比,这两种机制在保障数据传输可靠性的同时,能有效署的网络中,而则适合应用在较稀疏的网络中。A嗽谖尴叽ǜ衅魍缰惺迪滞枷瘛⑹悠档榷嗝教辶鞯氖凳薄⒖煽亢透能均匀分布的椭圆轨迹分离多路径,进而将大块的多媒体流分成多个较小的分组流,使其分别沿不同的轨迹路径向基站并行传输;将冗余多路径与冗余编码机制相结合,并在每单条路径上采用了基于动态簇的可靠转发机制。理论分析和实验结果表明:与已有研究成果相比,能在动态性较强的无线传感器网络环境中有效提升多媒体流传输的实时性、可靠性和高效性。岷瞎ひ捣治鲆潜矶怨收险锒舷低车氖导市枨螅疚纳杓撇⑹迪至艘恢基于无线传感器网络的在线分析仪表故障诊断系统。首先根据工业生产组织结构,构建了系统整体框架;基于此框架提出了分层故障诊断机制,通过将诊断任务在不同设备中分布执行来提高系统的诊断效率;接着提出了多网冗余热备份与终端节点网间切换相结合的组网机制,以克服信道干扰对网络可靠性的影响;最后给出了节点和网关主要的软硬件模块实现。该系统在实关键词:无线传感器网络;可靠传输;高能效;分