無線傳感器網(wǎng)絡(Wireless Sensor Networks,WSN)技術的應用促進了林業(yè)現(xiàn)代化建設。林區(qū)WSN應用技術是我國林業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要研究課題,也是目前林業(yè)生態(tài)監(jiān)測的研究熱點。林區(qū)無線傳感器網(wǎng)絡的應用,首先要解決森林環(huán)境下有限能量供給與數(shù)據(jù)低延遲傳輸問題。由于森林環(huán)境區(qū)域大且樹木密度不均、森林高度動態(tài)變化、信號易遮擋等特點,在森林環(huán)境中易造成節(jié)點能量耗盡快、網(wǎng)絡生命周期短及數(shù)據(jù)傳輸延遲大的困境。其次,無線傳感器網(wǎng)絡的應用通常是以最大數(shù)據(jù)采集為核心,但數(shù)據(jù)高采集率與有限能量供給的矛盾不可避免,因此需要構建以有限能量供給為約束的最大數(shù)據(jù)采集率模型,以保障無線傳感器網(wǎng)絡的最優(yōu)采集工況。本文從森林環(huán)境下無線傳感器網(wǎng)絡技術應用出發(fā),圍繞傳感器節(jié)點的能量自收集永置功能分析、傳感器節(jié)點傳輸路由策略、數(shù)據(jù)采集、融合與模糊推理決策火險預警過程等方面開展無線傳感器網(wǎng)絡在林業(yè)上的應用研究,從而為基于可充電無線傳感器網(wǎng)絡的林火預警問題的整體解決提供方案。主要研究成果如下:(1)分析了可充電無線傳感器網(wǎng)絡中的能量動態(tài)補給情況,提出了基于能量的傳輸控制協(xié)議,有效地提高了數(shù)據(jù)傳輸效率。在可充電無線傳...

【文章頁數(shù)】：106 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
致謝
摘要
abstract
1 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 無線傳感器網(wǎng)絡概述
        1.2.1 無線傳感器網(wǎng)絡結構
        1.2.2 無線傳感器網(wǎng)絡特點
        1.2.3 無線傳感器網(wǎng)絡的應用
    1.3 無線傳感器網(wǎng)絡林業(yè)應用概述
        1.3.1 無線傳感器網(wǎng)絡感知層林業(yè)應用
        1.3.2 無線傳感器網(wǎng)絡網(wǎng)絡層林業(yè)應用
        1.3.3 無線傳感器網(wǎng)絡網(wǎng)絡傳輸層林業(yè)應用
        1.3.4 無線傳感器網(wǎng)絡網(wǎng)絡應用層林業(yè)應用
    1.4 森林火險氣象等級概述
        1.4.1 森林火險等級劃分
        1.4.2 森林防火的意義
    1.5 問題的提出
    1.6 國內外研究現(xiàn)狀分析
    1.7 研究意義
    1.8 主要研究內容
        1.8.1 基于傳輸能量控制的數(shù)據(jù)傳輸延遲模型研究
        1.8.2 基于數(shù)據(jù)融合策略的最大數(shù)據(jù)采集率模型研究
        1.8.3 建立基于無線傳感器網(wǎng)絡技術的森林火險監(jiān)控體系
    1.9 本文組織結構
2 森林環(huán)境下的數(shù)據(jù)低延遲傳輸模型研究
    2.1 研究背景
    2.2 網(wǎng)絡低延遲模型
        2.2.1 網(wǎng)絡模型
        2.2.2 數(shù)據(jù)延遲模型設計
        2.2.3 傳輸控制模型降低網(wǎng)絡延遲
        2.2.4 采用2 跳機制的數(shù)據(jù)傳輸延遲界限實現(xiàn)
        2.2.5 采用多跳機制的數(shù)據(jù)傳輸延遲界限實現(xiàn)
        2.2.6 考慮能量補給實際情況下的數(shù)據(jù)傳輸延遲分析
        2.2.7 分布式情況下的數(shù)據(jù)傳輸延遲分析
        2.2.8 數(shù)據(jù)傳輸控制模型中的節(jié)點能量分析
    2.3 數(shù)據(jù)延遲實驗分析
    2.4 基于TELOSB節(jié)點的協(xié)議實現(xiàn)
        2.4.1 TelosB節(jié)點介紹
        2.4.2 基于TelosB節(jié)點的協(xié)議實現(xiàn)
        2.4.3 TelosB節(jié)點的性能分析
    2.5 本章小結
3 數(shù)據(jù)采集高速率模型研究
    3.1 研究背景
    3.2 系統(tǒng)模型
        3.2.1 能耗模型
        3.2.2 能量補充模型
        3.2.3 路由模型
    3.3 數(shù)據(jù)采集高速率模型設計
        3.3.1 模型描述
        3.3.2 分布式數(shù)據(jù)最大采集率模型
    3.4 系統(tǒng)仿真
        3.4.1 環(huán)境設置
        3.4.2 系統(tǒng)執(zhí)行
        3.4.3 模型效果比較
    3.5 本章小結
4 無線傳感器網(wǎng)絡技術在森林防火中的應用與驗證
    4.1 研究背景
    4.2 相關研究
    4.3 基于無線傳感器網(wǎng)絡的森林火災預測模糊推理系統(tǒng)
        4.3.1 火災氣象監(jiān)測
        4.3.2 模糊推理系統(tǒng)簡介
        4.3.3 相關參數(shù)規(guī)范化
        4.3.4 模糊三角數(shù)方案
        4.3.5 加權模糊推理方案
        4.3.6 加權模糊森林火災預測
    4.4 模糊推理系統(tǒng)在南京市紫金山森林火災預警中的應用
        4.4.1 南京市區(qū)域特點
        4.4.2 裝置部署
        4.4.3 系統(tǒng)實施
    4.5 本章小結
5 結論與展望
    5.1 主要研究結論
    5.2 主要創(chuàng)新點
    5.3 進一步研究展望
參考文獻
科研項目、發(fā)表論文和知識產(chǎn)權



本文編號：3925306