本文關(guān)鍵詞：移動(dòng)感控系統(tǒng)的性能優(yōu)化方法的研究

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【摘要】：隨著人類社會(huì)進(jìn)入一個(gè)更加信息化的、更加網(wǎng)絡(luò)化的新世紀(jì),世界各國(guó)對(duì)態(tài)勢(shì)感知方向的研究越來越深入。對(duì)態(tài)勢(shì)感知的研究也驅(qū)動(dòng)了感控網(wǎng)絡(luò)等方向的發(fā)展。感控網(wǎng)絡(luò)可以實(shí)現(xiàn)在各種復(fù)雜環(huán)境的信息感知,其實(shí)現(xiàn)借助了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。廣泛部署的傳感器節(jié)點(diǎn),通過建立的無線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),定期采集環(huán)境信息傳回到匯聚平臺(tái),這種態(tài)勢(shì)感知的實(shí)現(xiàn)方式具有實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單、成本低、效果好的優(yōu)點(diǎn)。為了增強(qiáng)移動(dòng)感控系統(tǒng)的感知能力,保證模塊智能化工作有效降低能耗,同時(shí)改進(jìn)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議保證網(wǎng)絡(luò)的安全性、完整性和可靠性。本文以實(shí)際項(xiàng)目為依托,通過充分研究感控網(wǎng)絡(luò)技術(shù),在第二代平臺(tái)實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)上,在模塊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、模塊控制機(jī)制、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)協(xié)議等方面提出改進(jìn)。最后實(shí)現(xiàn)了一個(gè)感知能力更強(qiáng)、模塊控制更智能、網(wǎng)絡(luò)傳輸更可靠的移動(dòng)感控系統(tǒng)。本文的工作主要從以下幾方面展開:首先,為了增強(qiáng)系統(tǒng)的感知能力。本文在第二代平臺(tái)的實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)上,調(diào)整和改進(jìn)了音頻、圖像、WIFI等模塊的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),選擇具有更強(qiáng)傳感器擴(kuò)展能力的Arduino來實(shí)現(xiàn)氣壓、振動(dòng)等傳感器功能,移植了USB接口的圖像傳感器和WIFI模塊;其次,為了實(shí)現(xiàn)模塊智能化控制,本文根據(jù)模塊采集的資源需求和采集規(guī)律,實(shí)現(xiàn)了完全自動(dòng)、半自動(dòng)、手動(dòng)三種形式的模塊自適應(yīng)重構(gòu)機(jī)制,實(shí)現(xiàn)模塊的智能化工作。同時(shí)根據(jù)數(shù)據(jù)的變化規(guī)律反饋控制模塊采集速率,本文實(shí)現(xiàn)了智能采集控制策略,有效控制模塊采集同時(shí)降低節(jié)點(diǎn)能耗;再次,為了完善數(shù)據(jù)傳輸路由協(xié)議功能,本文從網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸安全性和完整性以及控制下發(fā)三方面對(duì)協(xié)議進(jìn)行優(yōu)化。其中控制下發(fā)為智能采集控制策略提供支持。同時(shí)為了有效應(yīng)對(duì)協(xié)調(diào)器故障造成的網(wǎng)絡(luò)失效問題,本文實(shí)現(xiàn)了協(xié)調(diào)器單點(diǎn)故障處理機(jī)制,使失效網(wǎng)絡(luò)重新工作;最后,本文對(duì)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的優(yōu)化方案進(jìn)行測(cè)試和驗(yàn)證。證明系統(tǒng)具有較強(qiáng)的感知能力,平臺(tái)可以自適應(yīng)的重構(gòu)不同模塊,此外還證明了網(wǎng)絡(luò)協(xié)議具有較好的網(wǎng)絡(luò)性能,可以保證網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩院屯暾?同時(shí)還可以對(duì)協(xié)調(diào)器出現(xiàn)的單點(diǎn)故障進(jìn)行有效處理。本文的研究表明經(jīng)過模塊結(jié)構(gòu)和控制優(yōu)化設(shè)計(jì)和改進(jìn)移動(dòng)感知控制網(wǎng)絡(luò)協(xié)議實(shí)現(xiàn)的移動(dòng)感控系統(tǒng),具有較強(qiáng)的環(huán)境信息感知能力,并且傳輸過程保障了數(shù)據(jù)的安全性和完整性。能夠有效應(yīng)對(duì)協(xié)調(diào)器造成的網(wǎng)絡(luò)失效保證可靠性,具有良好的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。
【關(guān)鍵詞】：Arduino 無線傳感器網(wǎng)絡(luò) 網(wǎng)絡(luò)安全性和完整性 協(xié)調(diào)器單點(diǎn)故障
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TN929.5;TP212.9
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 緒論10-18
• 1.1 研究目的與意義10-11
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-15
• 1.2.1 感控節(jié)點(diǎn)的相關(guān)研究11-12
• 1.2.2 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的相關(guān)研究12-15
• 1.3 論文主要研究?jī)?nèi)容15-16
• 1.4 論文結(jié)構(gòu)16-18
• 第2章 移動(dòng)感控系統(tǒng)硬件優(yōu)化設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)18-26
• 2.1 移動(dòng)感控系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)18-19
• 2.2 移動(dòng)感控系統(tǒng)集成優(yōu)化設(shè)計(jì)19-20
• 2.3 移動(dòng)感控系統(tǒng)集成優(yōu)化設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)20-25
• 2.3.1 感知節(jié)點(diǎn)智能平臺(tái)模塊結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)20-21
• 2.3.2 實(shí)現(xiàn)USB圖像采集和WIFI模塊功能21-24
• 2.3.3 實(shí)現(xiàn)氣壓傳感器和振動(dòng)傳感器功能24-25
• 2.4 本章小結(jié)25-26
• 第3章 移動(dòng)感控系統(tǒng)軟件優(yōu)化設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)26-51
• 3.1 移動(dòng)感控系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)26
• 3.2 移動(dòng)感控系統(tǒng)模塊控制優(yōu)化設(shè)計(jì)26-29
• 3.2.1 模塊自適應(yīng)重構(gòu)機(jī)制設(shè)計(jì)27-28
• 3.2.2 系統(tǒng)智能采集策略的設(shè)計(jì)28-29
• 3.3 移動(dòng)感知控制網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的改進(jìn)設(shè)計(jì)29-39
• 3.3.1 控制下發(fā)協(xié)議的研究30-34
• 3.3.2 網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸安全性和完整性保障機(jī)制設(shè)計(jì)34-36
• 3.3.3 協(xié)調(diào)器單點(diǎn)故障處理機(jī)制36-39
• 3.4 移動(dòng)感控系統(tǒng)智能演示系統(tǒng)設(shè)計(jì)39-40
• 3.5 移動(dòng)感控系統(tǒng)模塊控制優(yōu)化實(shí)現(xiàn)40-43
• 3.5.1 模塊自適應(yīng)重構(gòu)機(jī)制的實(shí)現(xiàn)40-42
• 3.5.2 系統(tǒng)智能采集策略的實(shí)現(xiàn)42-43
• 3.6 移動(dòng)感知控制網(wǎng)絡(luò)協(xié)議改進(jìn)設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)43-49
• 3.6.1 控制下發(fā)協(xié)議的實(shí)現(xiàn)44-45
• 3.6.2 網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸安全性和完整性保障機(jī)制的實(shí)現(xiàn)45-46
• 3.6.3 協(xié)調(diào)器單點(diǎn)故障處理機(jī)制的實(shí)現(xiàn)46-49
• 3.7 移動(dòng)感控系統(tǒng)智能演示系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)49
• 3.8 本章小結(jié)49-51
• 第4章 系統(tǒng)綜合測(cè)試與分析51-70
• 4.1 原型驗(yàn)證系統(tǒng)的基本硬件參數(shù)51-54
• 4.2 感知網(wǎng)原型驗(yàn)證系統(tǒng)綜合運(yùn)行測(cè)試54-65
• 4.2.1 測(cè)試目的54
• 4.2.2 測(cè)試方案54-55
• 4.2.3 測(cè)試結(jié)果及分析55-65
• 4.3 改進(jìn)的移動(dòng)感知控制網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的測(cè)試65-69
• 4.3.1 測(cè)試目的65
• 4.3.2 測(cè)試方案65-66
• 4.3.3 測(cè)試結(jié)果及分析66-69
• 4.4 本章小結(jié)69-70
• 結(jié)論70-72
• 參考文獻(xiàn)72-78
• 致謝78

，

本文編號(hào)：733283