本文關(guān)鍵詞：面向遠程醫(yī)療監(jiān)護的無線傳感網(wǎng)絡(luò)路由與定位算法研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：近年來,隨著微機電技術(shù)、嵌入式技術(shù)、通信技術(shù)的進步,無線傳感器網(wǎng)絡(luò)得到了飛速的發(fā)展,具有成本低、容錯性好、監(jiān)測精度高、可遠程監(jiān)控、便于維護等優(yōu)點,在軍事、工程監(jiān)測、醫(yī)療衛(wèi)生和生態(tài)環(huán)境保護等領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。無線傳感網(wǎng)作為一個資源受限系統(tǒng),面臨著計算能力、存儲空間與網(wǎng)絡(luò)資源等多方面限制,因此,針對無線傳感網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)路由算法、節(jié)點定位算法等問題展開研究具有十分重要的意義。本文系統(tǒng)論述了無線傳感網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu),重點分析網(wǎng)絡(luò)層路由算法的特點,對常用的路由算法進行分類和比較,并在此基礎(chǔ)上完成了以下工作：(1)針對遠程醫(yī)療監(jiān)護系統(tǒng)監(jiān)測環(huán)境空間跨度大、環(huán)境結(jié)構(gòu)復(fù)雜以及需要長期運維等問題,提出一種新的基于分簇的無線傳感網(wǎng)絡(luò)多跳路由算法,該算法結(jié)合多跳技術(shù)進行非均勻分簇,在降低簇間通信能耗的同時避免了“熱區(qū)”問題。采用固定分區(qū)策略,限制簇首節(jié)點出現(xiàn)的范圍與數(shù)量,并通過引入簇首能量自檢機制,降低網(wǎng)絡(luò)的控制開銷。同時利用節(jié)點能量和位置信息,選取最優(yōu)節(jié)點成為簇首。仿真結(jié)果表明,該算法在網(wǎng)絡(luò)的總體能耗、負(fù)載均衡和生命周期方面都有較好的表現(xiàn)。(2)考慮到對監(jiān)護對象實時、準(zhǔn)確的定位功能在遠程醫(yī)療監(jiān)護系統(tǒng)中的重要性,針對現(xiàn)有MDS (Multi-dimensional Scaling)相關(guān)技術(shù)的定位精度受錨點數(shù)目和網(wǎng)絡(luò)連通度限制的問題,提出一種結(jié)合分簇思想的多維標(biāo)度迭代定位算法CBMDS (Cluster-based Multi-dimensional Scaling),該算法將迭代MDS算法與LEACH (Low Energy Adaptive Clustering Hierarchy)協(xié)議相結(jié)合,利用路由過程獲得的信息實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的定位。仿真結(jié)果表明,CBMDS算法在節(jié)點隨機分布的情況下,無需設(shè)置錨點即可較好地實現(xiàn)快速、準(zhǔn)確的節(jié)點定位。(3)通過系統(tǒng)分析遠程醫(yī)療監(jiān)護系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和組成以及對現(xiàn)有技術(shù)的分類比較,提出基于ZigBee技術(shù)的無線傳感網(wǎng)遠程醫(yī)療監(jiān)護系統(tǒng),并給出了系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計實現(xiàn)。該系統(tǒng)具有清晰的設(shè)計結(jié)構(gòu)和良好的可擴展性,通過引入無線傳感技術(shù),增強了遠程醫(yī)療監(jiān)護的能力,拓寬了遠程醫(yī)療監(jiān)護的范圍。
【關(guān)鍵詞】：無線傳感器網(wǎng)絡(luò) 遠程醫(yī)療監(jiān)護 分簇技術(shù) 能量均衡 節(jié)點定位
【學(xué)位授予單位】：杭州師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TN929.5;TP212.9
【目錄】：

• 致謝4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 1 緒論10-18
• 1.1 研究背景10-11
• 1.1.1 研究目的與意義10-11
• 1.1.2 研究目標(biāo)11
• 1.2 相關(guān)領(lǐng)域研究現(xiàn)狀11-14
• 1.2.1 無線傳感網(wǎng)領(lǐng)域11-13
• 1.2.2 遠程醫(yī)療監(jiān)護領(lǐng)域13-14
• 1.3 無線傳感網(wǎng)在遠程醫(yī)療監(jiān)護領(lǐng)域的研究進展14-17
• 1.4 論文研究內(nèi)容與組織結(jié)構(gòu)17-18
• 2 無線傳感網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議研究18-27
• 2.1 無線傳感網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)18
• 2.2 無線傳感網(wǎng)協(xié)議棧18-21
• 2.3 無線傳感網(wǎng)絡(luò)路由算法研究21-24
• 2.3.1 無線傳感網(wǎng)絡(luò)路由算法設(shè)計準(zhǔn)則21-22
• 2.3.2 無線傳感網(wǎng)絡(luò)路由算法的分類22-24
• 2.4 典型的分層路由協(xié)議24-26
• 2.5 本章小結(jié)26-27
• 3 基于能量均衡的固定分區(qū)路由算法27-38
• 3.1 問題描述27
• 3.2 算法描述27-34
• 3.2.1 模型假設(shè)與定義28-29
• 3.2.2 網(wǎng)絡(luò)劃分29-33
• 3.2.3 數(shù)據(jù)傳輸33-34
• 3.3 仿真結(jié)果和實驗分析34-37
• 3.4 本章小結(jié)37-38
• 4 基于分簇的多維標(biāo)度定位算法38-48
• 4.1 問題描述38
• 4.2 算法描述38-43
• 4.2.1 迭代MDS定位算法39-40
• 4.2.2 簇內(nèi)定位階段40-41
• 4.2.3 簇間坐標(biāo)整合階段41-42
• 4.2.4 基準(zhǔn)節(jié)點的選取42-43
• 4.3 仿真與性能評估43-47
• 4.3.1 算法復(fù)雜度分析43
• 4.3.2 仿真結(jié)果和實驗分析43-47
• 4.4 本章小結(jié)47-48
• 5 基于無線傳感網(wǎng)的遠程醫(yī)療監(jiān)護系統(tǒng)設(shè)計48-60
• 5.1 遠程醫(yī)療監(jiān)護系統(tǒng)概念48-49
• 5.1.1 遠程醫(yī)療監(jiān)護系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和組成48
• 5.1.2 系統(tǒng)設(shè)計準(zhǔn)則48-49
• 5.2 系統(tǒng)框架設(shè)計49-50
• 5.3 系統(tǒng)硬件設(shè)計50-57
• 5.3.1 ZigBee技術(shù)51-55
• 5.3.2 無線傳感節(jié)點硬件結(jié)構(gòu)55-57
• 5.4 系統(tǒng)軟件設(shè)計57-59
• 5.5 本章小結(jié)59-60
• 6 總結(jié)與展望60-62
• 6.1 總結(jié)60-61
• 6.2 展望61-62
• 參考文獻62-66
• 附錄66
• 作者在攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文目錄66
• 作者在攻讀碩士學(xué)位期間參加的科研活動66

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本文編號：419760