本文選題：ZigBee網絡　切入點：隧道照明控制系統　出處：《西安理工大學》2017年碩士論文

【摘要】：現今,我國的高速公路建設事業(yè)正處在快速發(fā)展的階段,公路隧道作為高速公路的一個重要組成部分,在國家建設中也受到了高度重視。傳統的隧道照明控制系統存在通訊穩(wěn)定度差、智能化程度低、隧道內照度分布不均、維護費用高等問題,使得隧道照明系統的管理和維護面臨很大困難。因此,為了改變目前公路隧道照明控制系統有線傳輸帶來的能源浪費,本文分析和研究了現有ZigBee路由算法和隧道照明控制方式,主要研究工作可概括如下:1.提出一種基于分層的ZigBee混合路由改進算法(LBZIR: Layer Based ZigBee Improved Routing algorithm)。該算法以增強ZigBee網絡的覆蓋范圍和最大限度延長ZigBee網絡壽命為目標。LBZIR算法的思想是采用分層的結構,首先按一定規(guī)則將網絡內的所有節(jié)點分成若干邏輯簇,第一層網絡由協調器和各簇簇首節(jié)點組成,采用AODVjr算法進行節(jié)點間的數據傳輸;其次,每個邏輯簇組成第二層網絡,通過采用基于鄰居表的跳數最優(yōu)的Cluster-Tree算法來優(yōu)化簇內路由,降低網絡平均跳數,同時減輕較低深度節(jié)點的負荷。最后使用OMNET++網絡仿真軟件對本文提出的改進算法進行多方面仿真與對比實驗,結果顯示ZigBee網絡采用分層的結構,不僅可以減少路由請求廣播帶來的冗余信息,提升ZigBee網絡性能,還可以降低相應的網絡開銷,增加網絡的可擴展性。2.將LBZIR算法應用于公路隧道照明控制系統中。公路隧道照明控制系統主要包括三個組成部分:遠程控制中心、無線控制器和無線傳感器節(jié)點。本文從公路隧道照明的實際需求出發(fā),闡述遠程控制系統的設計和實現。遠程控制中心指具有人機交互界面功能的管理軟件,用來向各個隧道發(fā)送控制命令和監(jiān)控隧道的照明情況。首先根據項目需求分析,設計了公路隧道照明控制系統的整體架構;其次,詳細闡述了上位機軟件的功能模塊、業(yè)務流程和數據庫的設計;最后給出了系統實現模塊的部分界面截圖以及對系統的測試,實現公路隧道照明控制系統的智能化和信息化。
[Abstract]:Nowadays, highway construction in our country is in the stage of rapid development. Highway tunnel, as an important part of highway, has also been attached great importance to in the national construction.The traditional tunnel lighting control system has some problems, such as poor communication stability, low intelligence, uneven distribution of illumination in the tunnel, high maintenance cost and so on, which makes the management and maintenance of tunnel lighting system face great difficulties.Therefore, in order to change the energy waste caused by the wired transmission of highway tunnel lighting control system, this paper analyzes and studies the existing ZigBee routing algorithms and tunnel lighting control methods, the main research work can be summarized as follows: 1.A hierarchical ZigBee hybrid routing algorithm named LBZIR (Layer Based ZigBee Improved Routing algorithm) is proposed.The idea of this algorithm is to enhance the coverage of ZigBee network and extend the lifetime of ZigBee network to the maximum extent. The idea of LBZIR algorithm is to adopt a hierarchical structure. Firstly, all nodes in the network are divided into several logical clusters according to certain rules.The first layer is composed of the coordinator and the cluster head nodes, and the AODVjr algorithm is used to transmit the data between the nodes. Secondly, each logical cluster constitutes the second layer network, which optimizes the intra-cluster routing by using the Cluster-Tree algorithm, which is based on the optimal hop number of neighbor tables.Reduce the average number of hops in the network and reduce the load of the lower depth nodes at the same time.Finally, OMNET network simulation software is used to simulate and compare the improved algorithm in this paper. The results show that the ZigBee network adopts hierarchical structure, which can not only reduce the redundant information brought by routing request broadcast.Improve ZigBee network performance, can also reduce the corresponding network overhead, increase network scalability. 2.The LBZIR algorithm is applied to the lighting control system of highway tunnel.The road tunnel lighting control system consists of three parts: remote control center, wireless controller and wireless sensor node.This paper describes the design and implementation of remote control system based on the actual demand of highway tunnel lighting.Remote control center is a management software with man-machine interface function, which is used to send control commands to each tunnel and monitor the lighting of the tunnel.Firstly, according to the project demand analysis, the whole structure of the highway tunnel lighting control system is designed. Secondly, the function module, business process and database design of the upper computer software are described in detail.Finally, some interface screenshots of the system implementation module and the test of the system are given to realize the intellectualization and informatization of the highway tunnel lighting control system.
【學位授予單位】：西安理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：U453.7;TN92

【參考文獻】

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本文編號：1722767