基于無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)的雙終端通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
發(fā)布時(shí)間:2022-01-16 14:38
在當(dāng)前的大數(shù)據(jù)與移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代,物與物之間的泛在交互性越來(lái)越重要。這其中,通信協(xié)議的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)顯得尤為關(guān)鍵。近年來(lái),近場(chǎng)通訊技術(shù)逐漸成為泛在物聯(lián)網(wǎng)中應(yīng)用最為普遍的一類(lèi)交互手段,也是個(gè)域網(wǎng)和體域網(wǎng)的主要技術(shù)支撐。然而,在無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)領(lǐng)域,如何充分發(fā)揮近場(chǎng)通訊的技術(shù)優(yōu)勢(shì),更高效地實(shí)現(xiàn)多元化感知信息的傳輸,仍是制約其應(yīng)用的主要因素之一。本文以近場(chǎng)通訊中最為典型的ZigBee技術(shù)為依托,研究基于該通信協(xié)議的無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)雙終端通信系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)。首先分析了其總體通信架構(gòu)模型,明確了其實(shí)現(xiàn)所需的主要技術(shù)手段和開(kāi)發(fā)平臺(tái);隨后,我們自主研發(fā)了可同時(shí)面向標(biāo)量和矢量信息存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)的中繼節(jié)點(diǎn)硬件;接著,我們構(gòu)建了面向標(biāo)量信息傳輸?shù)碾p終端通信的客戶(hù)端平臺(tái),分別實(shí)現(xiàn)了其單工和雙工收發(fā)的嵌入式軟件開(kāi)發(fā),并在此基礎(chǔ)上,完成了中繼節(jié)點(diǎn)存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)流程的設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)了近場(chǎng)內(nèi)的多跳標(biāo)量感知數(shù)據(jù)上傳;最后,我們進(jìn)一步針對(duì)多媒體感知數(shù)據(jù)的傳輸要求,通過(guò)設(shè)計(jì)基于雙終端通信的圖像收發(fā)端處理算法,實(shí)現(xiàn)了無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)中面向矢量信息傳輸?shù)碾p終端通信,并在此基礎(chǔ)上,利用樹(shù)莓派進(jìn)一步優(yōu)化了矢量信息感知前端。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,本文所設(shè)計(jì)的雙終端通信系統(tǒng)具備了較強(qiáng)...
【文章來(lái)源】:南京郵電大學(xué)江蘇省
【文章頁(yè)數(shù)】:63 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
一個(gè)典型的無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)的架構(gòu)
圖 1.2 匯聚節(jié)點(diǎn)功能示意圖1.3 無(wú)線(xiàn)多媒體傳感網(wǎng)概述傳統(tǒng)的傳感網(wǎng)絡(luò)一般只能感知并傳輸電壓、溫度、濕度等簡(jiǎn)單信息,而無(wú)線(xiàn)多媒體傳感網(wǎng)絡(luò)可以在節(jié)點(diǎn)上安裝 CMOS 攝像頭、麥克風(fēng)等多媒體感知傳感器,可以采集矢量信息并處理和傳送這些信息。其功耗較低,成本也不是很高,因此可以廣泛的應(yīng)用于各種場(chǎng)合,如越戰(zhàn)中,美軍通過(guò)飛機(jī)將該網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)部署在北越運(yùn)輸車(chē)經(jīng)常經(jīng)過(guò)的小路上,一旦越軍再次經(jīng)過(guò)該路,該網(wǎng)絡(luò)就會(huì)將越軍的車(chē)隊(duì)信息發(fā)送給美軍的空軍,然后美軍利用空中打擊力量對(duì)越軍的運(yùn)輸線(xiàn)造成了重創(chuàng)。除了在戰(zhàn)場(chǎng)上,無(wú)線(xiàn)多媒體傳感網(wǎng)絡(luò)可以發(fā)揮巨大的作用,在環(huán)境監(jiān)控、智能家居、衛(wèi)生保健監(jiān)控等領(lǐng)域,該網(wǎng)絡(luò)也發(fā)揮著越來(lái)越大的作用。在基于近場(chǎng)通訊的無(wú)線(xiàn)圖像傳感與傳輸系統(tǒng)的體系架構(gòu)方面,目前主要可分為三類(lèi)[21-22]:(1)單層平面結(jié)構(gòu),如圖 1.3(a)所示,這種結(jié)構(gòu)中所使用的節(jié)點(diǎn)沒(méi)有差別;(2)單層簇
電大學(xué)專(zhuān)業(yè)學(xué)位碩士研究生學(xué)位論文 第一章 緒論8圖 1.2 匯聚節(jié)點(diǎn)功能示意圖1.3 無(wú)線(xiàn)多媒體傳感網(wǎng)概述傳統(tǒng)的傳感網(wǎng)絡(luò)一般只能感知并傳輸電壓、溫度、濕度等簡(jiǎn)單信息,而無(wú)線(xiàn)多媒體傳感網(wǎng)絡(luò)可以在節(jié)點(diǎn)上安裝 CMOS 攝像頭、麥克風(fēng)等多媒體感知傳感器,可以采集矢量信息并處理和傳送這些信息。其功耗較低,成本也不是很高,因此可以廣泛的應(yīng)用于各種場(chǎng)合,如越戰(zhàn)中,美軍通過(guò)飛機(jī)將該網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)部署在北越運(yùn)輸車(chē)經(jīng)常經(jīng)過(guò)的小路上,一旦越軍再次經(jīng)過(guò)該路,該網(wǎng)絡(luò)就會(huì)將越軍的車(chē)隊(duì)信息發(fā)送給美軍的空軍,然后美軍利用空中打擊力量對(duì)越軍的運(yùn)輸線(xiàn)造成了重創(chuàng)。除了在戰(zhàn)場(chǎng)上,無(wú)線(xiàn)多媒體傳感網(wǎng)絡(luò)可以發(fā)揮巨大的作用,在環(huán)境監(jiān)控、智能家居、衛(wèi)生保健監(jiān)控等領(lǐng)域,該網(wǎng)絡(luò)也發(fā)揮著越來(lái)越大的作用。在基于近場(chǎng)通訊的無(wú)線(xiàn)圖像傳感與傳輸系統(tǒng)的體系架構(gòu)方面,目前主要可分為三類(lèi)[21-22]:(1)單層平面結(jié)構(gòu),如圖 1.3(a)所示,這種結(jié)構(gòu)中所使用的節(jié)點(diǎn)沒(méi)有差別;(2)單層簇狀結(jié)構(gòu),如圖 1.3(b)所示,這種結(jié)構(gòu)有多種類(lèi)型傳感器;(3)多層體系結(jié)構(gòu),如圖 1.3(c)所示
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]適用于事件觸發(fā)的分布式隨機(jī)目標(biāo)跟蹤方法[J]. 楊旭升,張文安,俞立. 自動(dòng)化學(xué)報(bào). 2017(08)
[2]基于勢(shì)博弈的分布式目標(biāo)跟蹤傳感器分配算法[J]. 冉曉旻,方德亮. 電子與信息學(xué)報(bào). 2017(11)
[3]無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)中復(fù)合事件柵欄覆蓋問(wèn)題[J]. 莊曜銘,吳成東,張?jiān)浦?聞時(shí)光. 通信學(xué)報(bào). 2017(06)
[4]A Mobile Localization Strategy for Wireless Sensor Network in NLOS Conditions[J]. Long Cheng,Yan Wang,Xingming Sun,Nan Hu,Jian Zhang. 中國(guó)通信. 2016(10)
[5]基于CS的無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)分簇?cái)?shù)據(jù)收集算法[J]. 張策,張霞,李鷗,王沖,張大龍. 計(jì)算機(jī)研究與發(fā)展. 2016(09)
[6]無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)中高能效的Bezier曲線(xiàn)路由算法[J]. 萬(wàn)少華,張引. 計(jì)算機(jī)研究與發(fā)展. 2016(07)
[7]面向能耗均衡的傳感網(wǎng)單移動(dòng)Sink數(shù)據(jù)收集方法[J]. 沙超,邱建美,陸天宇,王汝傳. 北京郵電大學(xué)學(xué)報(bào). 2016(01)
[8]無(wú)人機(jī)自組網(wǎng)研究進(jìn)展綜述[J]. 卓琨,張衡陽(yáng),鄭博,戚云軍. 電信科學(xué). 2015(04)
[9]無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)中PEGASIS協(xié)議的研究與改進(jìn)[J]. 劉偉強(qiáng),蔣華,王鑫. 傳感技術(shù)學(xué)報(bào). 2013(12)
[10]鏈?zhǔn)坠?jié)點(diǎn)輪換的無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)路由算法研究[J]. 呂紅芳,張浩. 電子測(cè)量與儀器學(xué)報(bào). 2013(07)
本文編號(hào):3592858
【文章來(lái)源】:南京郵電大學(xué)江蘇省
【文章頁(yè)數(shù)】:63 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
一個(gè)典型的無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)的架構(gòu)
圖 1.2 匯聚節(jié)點(diǎn)功能示意圖1.3 無(wú)線(xiàn)多媒體傳感網(wǎng)概述傳統(tǒng)的傳感網(wǎng)絡(luò)一般只能感知并傳輸電壓、溫度、濕度等簡(jiǎn)單信息,而無(wú)線(xiàn)多媒體傳感網(wǎng)絡(luò)可以在節(jié)點(diǎn)上安裝 CMOS 攝像頭、麥克風(fēng)等多媒體感知傳感器,可以采集矢量信息并處理和傳送這些信息。其功耗較低,成本也不是很高,因此可以廣泛的應(yīng)用于各種場(chǎng)合,如越戰(zhàn)中,美軍通過(guò)飛機(jī)將該網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)部署在北越運(yùn)輸車(chē)經(jīng)常經(jīng)過(guò)的小路上,一旦越軍再次經(jīng)過(guò)該路,該網(wǎng)絡(luò)就會(huì)將越軍的車(chē)隊(duì)信息發(fā)送給美軍的空軍,然后美軍利用空中打擊力量對(duì)越軍的運(yùn)輸線(xiàn)造成了重創(chuàng)。除了在戰(zhàn)場(chǎng)上,無(wú)線(xiàn)多媒體傳感網(wǎng)絡(luò)可以發(fā)揮巨大的作用,在環(huán)境監(jiān)控、智能家居、衛(wèi)生保健監(jiān)控等領(lǐng)域,該網(wǎng)絡(luò)也發(fā)揮著越來(lái)越大的作用。在基于近場(chǎng)通訊的無(wú)線(xiàn)圖像傳感與傳輸系統(tǒng)的體系架構(gòu)方面,目前主要可分為三類(lèi)[21-22]:(1)單層平面結(jié)構(gòu),如圖 1.3(a)所示,這種結(jié)構(gòu)中所使用的節(jié)點(diǎn)沒(méi)有差別;(2)單層簇
電大學(xué)專(zhuān)業(yè)學(xué)位碩士研究生學(xué)位論文 第一章 緒論8圖 1.2 匯聚節(jié)點(diǎn)功能示意圖1.3 無(wú)線(xiàn)多媒體傳感網(wǎng)概述傳統(tǒng)的傳感網(wǎng)絡(luò)一般只能感知并傳輸電壓、溫度、濕度等簡(jiǎn)單信息,而無(wú)線(xiàn)多媒體傳感網(wǎng)絡(luò)可以在節(jié)點(diǎn)上安裝 CMOS 攝像頭、麥克風(fēng)等多媒體感知傳感器,可以采集矢量信息并處理和傳送這些信息。其功耗較低,成本也不是很高,因此可以廣泛的應(yīng)用于各種場(chǎng)合,如越戰(zhàn)中,美軍通過(guò)飛機(jī)將該網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)部署在北越運(yùn)輸車(chē)經(jīng)常經(jīng)過(guò)的小路上,一旦越軍再次經(jīng)過(guò)該路,該網(wǎng)絡(luò)就會(huì)將越軍的車(chē)隊(duì)信息發(fā)送給美軍的空軍,然后美軍利用空中打擊力量對(duì)越軍的運(yùn)輸線(xiàn)造成了重創(chuàng)。除了在戰(zhàn)場(chǎng)上,無(wú)線(xiàn)多媒體傳感網(wǎng)絡(luò)可以發(fā)揮巨大的作用,在環(huán)境監(jiān)控、智能家居、衛(wèi)生保健監(jiān)控等領(lǐng)域,該網(wǎng)絡(luò)也發(fā)揮著越來(lái)越大的作用。在基于近場(chǎng)通訊的無(wú)線(xiàn)圖像傳感與傳輸系統(tǒng)的體系架構(gòu)方面,目前主要可分為三類(lèi)[21-22]:(1)單層平面結(jié)構(gòu),如圖 1.3(a)所示,這種結(jié)構(gòu)中所使用的節(jié)點(diǎn)沒(méi)有差別;(2)單層簇狀結(jié)構(gòu),如圖 1.3(b)所示,這種結(jié)構(gòu)有多種類(lèi)型傳感器;(3)多層體系結(jié)構(gòu),如圖 1.3(c)所示
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]適用于事件觸發(fā)的分布式隨機(jī)目標(biāo)跟蹤方法[J]. 楊旭升,張文安,俞立. 自動(dòng)化學(xué)報(bào). 2017(08)
[2]基于勢(shì)博弈的分布式目標(biāo)跟蹤傳感器分配算法[J]. 冉曉旻,方德亮. 電子與信息學(xué)報(bào). 2017(11)
[3]無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)中復(fù)合事件柵欄覆蓋問(wèn)題[J]. 莊曜銘,吳成東,張?jiān)浦?聞時(shí)光. 通信學(xué)報(bào). 2017(06)
[4]A Mobile Localization Strategy for Wireless Sensor Network in NLOS Conditions[J]. Long Cheng,Yan Wang,Xingming Sun,Nan Hu,Jian Zhang. 中國(guó)通信. 2016(10)
[5]基于CS的無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)分簇?cái)?shù)據(jù)收集算法[J]. 張策,張霞,李鷗,王沖,張大龍. 計(jì)算機(jī)研究與發(fā)展. 2016(09)
[6]無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)中高能效的Bezier曲線(xiàn)路由算法[J]. 萬(wàn)少華,張引. 計(jì)算機(jī)研究與發(fā)展. 2016(07)
[7]面向能耗均衡的傳感網(wǎng)單移動(dòng)Sink數(shù)據(jù)收集方法[J]. 沙超,邱建美,陸天宇,王汝傳. 北京郵電大學(xué)學(xué)報(bào). 2016(01)
[8]無(wú)人機(jī)自組網(wǎng)研究進(jìn)展綜述[J]. 卓琨,張衡陽(yáng),鄭博,戚云軍. 電信科學(xué). 2015(04)
[9]無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)中PEGASIS協(xié)議的研究與改進(jìn)[J]. 劉偉強(qiáng),蔣華,王鑫. 傳感技術(shù)學(xué)報(bào). 2013(12)
[10]鏈?zhǔn)坠?jié)點(diǎn)輪換的無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)路由算法研究[J]. 呂紅芳,張浩. 電子測(cè)量與儀器學(xué)報(bào). 2013(07)
本文編號(hào):3592858
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