發(fā)布時間：2018-03-17 18:42

  本文選題：WSN　切入點：生命周期　出處：《北方工業(yè)大學》2017年碩士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：物聯(lián)網(wǎng)的應用場景十分廣泛,尤其在大范圍的實地應用中。它的物理組成主要是帶各種傳感器的節(jié)點以及網(wǎng)關、終端,對于設計高效的傳感器節(jié)點,直接影響著整個網(wǎng)絡的生命周期。而網(wǎng)絡生命周期是無線傳感器網(wǎng)絡的一個重要指標,對于如何延長其網(wǎng)絡生命周期一直是研究的熱點。在延長網(wǎng)絡生命周期方面,本文在現(xiàn)有研究的基礎上作出了兩方面的改善。一方面,在傳感器節(jié)點電源供電方面,不再使用傳統(tǒng)的普通電池供電,而是采用太陽能光伏電池與蓄電池結合的供電方式。另一方面,設計了一種新的能量感知路由協(xié)議—MAPA-MIPC。該協(xié)議與太陽能預測算法結合在一起,根據(jù)每一條鏈路上的節(jié)點能量特點,計算出最佳的數(shù)據(jù)傳輸路徑。在太陽能預測算法中,采用了一種最新的預測算法—基于天氣條件的自回歸移動平均(AR-WCMA)模型。該預測算法綜合考慮了太陽能收集的季節(jié)性變化以及突然的變化,而且相比其它預測算法,無需占用節(jié)點MCU大量的存儲空間。同時,引入了能量閾值概念,在選擇簇首時節(jié)點能量未達到高能量閾值不能成為簇首,低于低能量閾值節(jié)點處于休眠狀態(tài)。休眠狀態(tài)的節(jié)點繼續(xù)補充能量,直到能量達到該閾值以上才能參與路由活動。本文根據(jù)低功耗綠色節(jié)點的設計要求,在硬件上設計了帶太陽能收集的溫濕度傳感器節(jié)點,在軟件上提出了一種新的路由協(xié)議,并對比了 MRRCE和EHA-LEACH協(xié)議。通過NS2搭建仿真環(huán)境,模擬傳感器節(jié)點上傳數(shù)據(jù)至基站。在分析能量數(shù)據(jù)后,與其它兩種路由協(xié)議相對比,結果顯示出在延長網(wǎng)絡生命周期方面,本文提出的節(jié)能策略具有明顯的優(yōu)勢。這對于實地應用,體現(xiàn)出巨大的應用價值。
[Abstract]:The application of the Internet of things is very extensive, especially in a wide range of field applications. Its physical composition is mainly with a variety of sensor nodes and gateways, terminals, for the design of efficient sensor nodes, The network life cycle is an important index of wireless sensor networks, and how to prolong the network life cycle is always a hot topic. In this paper, two improvements are made on the basis of the existing research. On the one hand, the conventional battery is no longer used in the power supply of sensor node. On the other hand, a new energy sensing routing protocol, -MAPA-MIPC, is designed, which is combined with solar energy prediction algorithm, according to the energy characteristics of nodes on each link. Calculate the best path to data transmission. In solar prediction algorithms, The AR-WCMA-based autoregressive moving average (AR-WCMA) model is adopted, which takes into account the seasonal and sudden variations of solar energy collection, and compares with other prediction algorithms. At the same time, the concept of energy threshold is introduced. When the node energy does not reach the high energy threshold when the cluster head is selected, it cannot become the cluster head. The node under the low energy threshold is in dormant state. The dormant nodes continue to replenish their energy until the energy reaches the threshold to participate in routing activities. In this paper, according to the design requirements of low-power green nodes, The temperature and humidity sensor node with solar energy collection is designed in hardware, a new routing protocol is proposed in software, and the MRRCE and EHA-LEACH protocols are compared. The simulation environment is built by NS2. Analog sensor nodes upload data to the base station. After analyzing the energy data, compared with the other two routing protocols, the results show that in extending the network life cycle, The energy-saving strategy proposed in this paper has obvious advantages, which is of great value for practical application.
【學位授予單位】：北方工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TN929.5;TP391.44;TP212

【相似文獻】

相關期刊論文 前10條

1 袁輝勇;彭東海;王志和;彭劍;;圓環(huán)形傳感器網(wǎng)絡生命周期最大化模型與求解[J];傳感器與微系統(tǒng);2009年02期

2 袁輝勇;羊四清;胡楚然;;線形異構傳感器網(wǎng)絡生命周期研究[J];微計算機信息;2010年18期

3 袁輝勇;易葉青;胡楚然;;線形異構傳感器的網(wǎng)絡生命周期[J];計算機系統(tǒng)應用;2010年03期

4 唐淳杰;;網(wǎng)絡生命周期視角下的校園網(wǎng)絡設計實踐研究[J];柳州師專學報;2013年02期

5 高強;楊宇航;王暉;;基于時分復用的無線傳感器網(wǎng)絡生命周期研究[J];通信技術;2009年06期

6 趙保華;李培龍;高存皓;周顥;;延長實時無線傳感器網(wǎng)絡生命周期的能量平衡路由[J];西安交通大學學報;2007年10期

7 唐淑蘭;;無線傳感器網(wǎng)絡生命周期最大化研究[J];信息技術與標準化;2009年07期

8 成瑜娟;張敏洪;;感應半徑可調(diào)的無線傳感器網(wǎng)絡生命周期的研究[J];中國科學院研究生院學報;2011年06期

9 劉浩然;尹文曉;韓濤;董明如;;一種優(yōu)化無線傳感器網(wǎng)絡生命周期的容錯拓撲研究[J];物理學報;2014年04期

10 李倩倩;劉方愛;丁鼎;;WSN中PMRC模型能量洞問題的解決策略研究[J];計算機應用研究;2012年07期

相關博士學位論文 前3條

1 竇金鳳;無線傳感器網(wǎng)絡生命周期延長算法研究[D];中國海洋大學;2008年

2 王暉;無線傳感器網(wǎng)絡生命周期跨層優(yōu)化研究[D];上海交通大學;2008年

3 包旭;延長無線傳感器網(wǎng)絡生命周期的相關算法研究[D];長安大學;2011年

相關碩士學位論文 前6條

1 朱大文;物聯(lián)網(wǎng)末端低功耗綠色節(jié)點設計與實現(xiàn)[D];北方工業(yè)大學;2017年

2 李銀;雙層無線傳感器網(wǎng)絡生命周期的研究[D];華中師范大學;2011年

3 曾雅麗;無線傳感器網(wǎng)絡延長網(wǎng)絡生命周期算法的研究[D];湖南師范大學;2010年

4 冷蒙;無線傳感器網(wǎng)絡節(jié)點休眠調(diào)度方法研究[D];燕山大學;2014年

5 高強;無線傳感器網(wǎng)絡生命周期的跨層優(yōu)化研究[D];上海交通大學;2009年

6 張欣欣;基于壓縮感知的WSN數(shù)據(jù)處理方法的研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2014年

，

本文編號：1625992