文档介绍：大连理工大学
硕士学位论文
无线传感器网络通讯协议栈的研究
姓名:刘瑞瑞
申请学位级别:硕士
专业:精密仪器及机械
指导教师:金仁成
20071220
要摘传感器、微机电系统、现代网络和无线通信等技术的进步,推动了具有现代意义的无线传感器网络的产生和发展。无线传感器网络能够获取客观物理信息,具有十分广阔的应用前景,能应用于军事国防、工农业控制、城市管理、生物医疗、环境检测、抢险救灾、防恐反恐、危险区域远程控制等诸多领域。作为一类特定的网络形态,无线传感器网络需要构筑网络架构的通信协议,需要有辅佐核心结构的支撑技术,为各种应用提供高效的软件开发平台。本文给出了无线传感器网络通信协议栈的设计方案。在综合考虑无线传感器网络可靠性、稳定性、自组织性的基础上,根据无线传感器网络的应用特点,对无线传感器网络的协议栈整体架构进行了设计,规划了协议栈各层的功能,并对各层算法、帧格式进行了设计。以射频芯片为基础,实现了物理层和数据链路层,其中的信道接入算法采用了/算法,并用确认机制保证了点对点通信的可靠性,实现了底层数据的可靠传输。在网络层实现了网络动态式路由算法,在现有路由协议的基础上,实现了按需路由协议,并对其进行了改进,为无线传感器网络提供了一种可靠、自适应的路由协议。完成了网络自组织算法,使无线传感器网络具有自组织功能,以树型组网,结合路由实现了网状网络结构。最后在协议栈基础上,为定位、测温等具体应用提供了支持。本文详细地阐述了无线传感器网络协议栈的总体方案设计、各层主要功能及用到的算法设计过程。论文最后对无线传感器网络协议栈进行了测试,实现了各层协议的功能,并验证了无线传感器网络的整体稳定性、可靠性。本文给出的无线传感器网络协议栈为无线传感器网络相关技术的深入研究提供了一个软件平台,也可为其他多个领域的应用开发提供关键词:无线传感器网络;协议栈;数据链路层;路由协议;自组网算法参考。大连理大学硕士学位论文
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作者签名:未椤郯喝掌冢一。独创性说明作者郑重声明:本硕士学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得研究成果。尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写的研究成果,也不包含为获得大连理工大学或者其他单位的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。
盟年旦月笪同作者签名德⒓舍彳夕大连理工大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者及指导教师完全了解“大连理工大学硕士、博士学位论文版权使用规定”,同意大连理工大学保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权大连理工大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,也可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编学位论文。导师签名大连理工大学硕上研究生学位论文
绪论论文的背景及研究意义是众多具有通信、计算能力的传感器蛑葱衅通过无线方式连接,相互协作,同物理世界进行交互,共同完成特定的应用任务。因特网改变了人与人之间交流、沟通的方式,而无线传感器网络将逻辑上的信息世界与真实物理世界融合在一起,将改变人与自然交互的方式。.畚牡难芯勘尘在当今信息技术飞速发展的时代,随着无线通信、集成电路、传感器以及微机电系,燃际醯姆⒄梗贫说统杀尽⒌凸摹⒍功能的微型无线传感器的快速发展。这些传感器在微小体积内能够集成信息采集、数据处理和无线通信等多种功能。无线传感器网络就是由部署在监测区域内大量的廉价微型传感器节点组成,通过无线通信方式形成一个多跳自组织的网络系统,其目的是协作地感知、采集和处理网络覆盖区域中感知对象的信息并发送给观察者。传感器、感知对象和观察者构成了传感器网络的三个要素。传感器网络、塑料电子学和仿生人体器官又被传感器网络研究最早起源于军事领域,目阂仓饕Sτ迷谡庖涣煊颉J笛橄低秤泻洋声纳监测的大规模传感器网络,也有监测地面物体的小型传感器网络。现代传感器网络应用中,通过飞机撒播、特种炮弹发射等手段,可以将大量便宜的传感器密集地撒布于人员不便于到达的观察区域,如敌方阵地内,这些节点自组成网,将战场信息边收集、边融合、边传输,为各参战单位提供“各取所需”的情报服务。当一部分传感器因为遭破坏等原因失效时,传感器网络作为整体仍能完成监察任务。根据传感器网络的特点,网络的自组织性是其最基本的一个功能,只有自组织成一定拓扑的网络,才能进行后续的工作。另外,各个传感器自组织成网络之后,如何把信息传到控制中心也是一个基本而且很重要的工作,由于传感器网络节点的能量少、体积小和数量多等条件的限制,每个传感器节点直接把信息传递到