制造车间无线传感网络结构设计及路由与定位算法研究
发布时间：2021-09-05 20:58
制造车间的数字化和智能化是制造企业信息化发展的必然趋势。目前生产过程中普遍存在多源信息采集费时滞后、生产状态难以全面监控、在制品和制造资源难以精确跟踪等问题,只有通过采用以无线传感网络为代表的物联网技术,才能实现制造资源之间的互联、互感,以及执行状态的主动感知和全方位监控,从而达到对制造过程与资源的智能调度与优化决策目标。由于车间物理环境的复杂性及对数据采集的实时性、准确性和高质量的要求,将无线传感网络技术应用于制造车间中时还存在很多技术难点,包括传感网络的结构设计、多类型数据的采集与可靠传输、移动制造资源的高精度定位等等,本文针对这些关键技术进行了深入研究,并结合典型制造企业进行了应用实现。具体研究内容如下：分析了制造车间无线传感网络的复杂网络特性,引入无标度网络和局域世界网络的演化模型,构造了更符合实际无线传感网络的能量感知局域世界演化模型。统计结果表明适当增加少量节点的通信范围可以有效提高网络数据传输的高效性。在此理论基础上,在传感网络中引入具有更高能量、存储容量大和数据处理能力强的高级节点,构建具有小世界特性的无线传感网络,该种网络模型可以减少数据传输时间延迟,降低节点通信能耗...
【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：143 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 研究背景
1.2 课题来源
1.3 课题目的及意义
1.4 国内外研究现状
1.5 论文研究思路与组织结构
2 面向制造车间应用的无线传感网络总体技术框架
2.1 制造车间的物联网技术应用需求
2.2 制造车间的无线传感网络适用性分析
2.3 面向制造车间应用的无线传感网络关键技术概述
2.4 本章小结
3 基于复杂网络的制造车间无线传感网络演化分析与结构优化设计
3.1 制造车间无线传感网络的节点组成
3.2 制造车间无线传感网络的演化模型
3.3 小世界无线传感网络结构设计
3.4 制造车间小世界无线传感网络结构的设计实例
3.5 本章小结
4 基于无线传感网络的制造车间多类型数据采集与传输
4.1 智能制造资源的数据采集
4.2 制造车间无线传感网络多类型传输模式分析
4.3 面向周期性数据传输的分簇路由算法
4.4 面向多优先级数据传输的多路径路由算法
4.5 本章小结
5 基于无线传感网络的车间移动资源定位算法
5.1 车间中制造资源定位需求分析
5.2 基于改进蒙特卡罗方法的移动资源定位算法
5.3 基于RSSI测距的蒙特卡罗定位算法
5.4 本章小结
6 无线传感网络技术在物联MES中的应用
6.1 基于物联网技术的MES
6.2 应用企业基本情况
6.3 制造车间无线传感网络环境的构建
6.4 无线传感网络技术在物联MES中的应用实现
6.5 本章小结
7 总结与展望
7.1 全文总结
7.2 工作展望
致谢
参考文献
附录1 攻读博士学位期间发表的学术论文目录
附录2 攻读博士学位期间参加的科研项目
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于物联技术的MES可视化系统研究[J]. 胡青霞,丁香乾,侯瑞春. 现代电子技术. 2013(16)
[2]一种基于物联技术的制造执行系统实现方法与关键技术[J]. 张映锋,赵曦滨,孙树栋,王军强,司书宾. 计算机集成制造系统. 2012(12)
[3]基于物联网时代的我国制造业信息化发展趋势[J]. 赵群,张翔,杜呈信. 机械制造. 2012(04)
[4]基于移动物联网的人机协同制造研究[J]. 韩江,朱念恩,夏链. 轻工机械. 2011(06)
[5]基于RFID的变速器装配线质量追溯系统研究[J]. 景熠,王旭,李文川. 现代科学仪器. 2011(05)
[6]融合多传感技术的数字化制造设备建模方法[J]. 张映锋,江平宇,黄双喜,周光辉,夏荣英. 计算机集成制造系统. 2010(12)
[7]基于小世界网络模型的无线传感器网络拓扑研究综述[J]. 郑耿忠,刘三阳,齐小刚. 控制与决策. 2010(12)
[8]制造与服务融合的内涵、理论与关键技术体系[J]. 李浩,纪杨建,祁国宁,顾新建,唐任仲. 计算机集成制造系统. 2010(11)
[9]基于RSSI的室内测距模型的研究[J]. 朱明辉,张会清. 传感器与微系统. 2010(08)
[10]云制造是一种制造服务[J]. 杨海成. 中国制造业信息化. 2010(06)
博士论文
[1]基于复杂网络理论的无线传感器网络演化模型研究[D]. 罗小娟.华东理工大学 2011
硕士论文
[1]装配车间无线传感器网络应用关键技术研究[D]. 于红丞.华中科技大学 2013
[2]车间内无线传感器网络节点定位及信息管理技术研究[D]. 邹慧宇.北京交通大学 2011
[3]基于复杂网络理论的无线传感器网络性质研究[D]. 张成才.西安电子科技大学 2011
[4]面向车间现场的无线传感网络设计与实现[D]. 周焱.电子科技大学 2010
本文编号：3386076
【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：143 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 研究背景
1.2 课题来源
1.3 课题目的及意义
1.4 国内外研究现状
1.5 论文研究思路与组织结构
2 面向制造车间应用的无线传感网络总体技术框架
2.1 制造车间的物联网技术应用需求
2.2 制造车间的无线传感网络适用性分析
2.3 面向制造车间应用的无线传感网络关键技术概述
2.4 本章小结
3 基于复杂网络的制造车间无线传感网络演化分析与结构优化设计
3.1 制造车间无线传感网络的节点组成
3.2 制造车间无线传感网络的演化模型
3.3 小世界无线传感网络结构设计
3.4 制造车间小世界无线传感网络结构的设计实例
3.5 本章小结
4 基于无线传感网络的制造车间多类型数据采集与传输
4.1 智能制造资源的数据采集
4.2 制造车间无线传感网络多类型传输模式分析
4.3 面向周期性数据传输的分簇路由算法
4.4 面向多优先级数据传输的多路径路由算法
4.5 本章小结
5 基于无线传感网络的车间移动资源定位算法
5.1 车间中制造资源定位需求分析
5.2 基于改进蒙特卡罗方法的移动资源定位算法
5.3 基于RSSI测距的蒙特卡罗定位算法
5.4 本章小结
6 无线传感网络技术在物联MES中的应用
6.1 基于物联网技术的MES
6.2 应用企业基本情况
6.3 制造车间无线传感网络环境的构建
6.4 无线传感网络技术在物联MES中的应用实现
6.5 本章小结
7 总结与展望
7.1 全文总结
7.2 工作展望
致谢
参考文献
附录1 攻读博士学位期间发表的学术论文目录
附录2 攻读博士学位期间参加的科研项目
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于物联技术的MES可视化系统研究[J]. 胡青霞,丁香乾,侯瑞春. 现代电子技术. 2013(16)
[2]一种基于物联技术的制造执行系统实现方法与关键技术[J]. 张映锋,赵曦滨,孙树栋,王军强,司书宾. 计算机集成制造系统. 2012(12)
[3]基于物联网时代的我国制造业信息化发展趋势[J]. 赵群,张翔,杜呈信. 机械制造. 2012(04)
[4]基于移动物联网的人机协同制造研究[J]. 韩江,朱念恩,夏链. 轻工机械. 2011(06)
[5]基于RFID的变速器装配线质量追溯系统研究[J]. 景熠,王旭,李文川. 现代科学仪器. 2011(05)
[6]融合多传感技术的数字化制造设备建模方法[J]. 张映锋,江平宇,黄双喜,周光辉,夏荣英. 计算机集成制造系统. 2010(12)
[7]基于小世界网络模型的无线传感器网络拓扑研究综述[J]. 郑耿忠,刘三阳,齐小刚. 控制与决策. 2010(12)
[8]制造与服务融合的内涵、理论与关键技术体系[J]. 李浩,纪杨建,祁国宁,顾新建,唐任仲. 计算机集成制造系统. 2010(11)
[9]基于RSSI的室内测距模型的研究[J]. 朱明辉,张会清. 传感器与微系统. 2010(08)
[10]云制造是一种制造服务[J]. 杨海成. 中国制造业信息化. 2010(06)
博士论文
[1]基于复杂网络理论的无线传感器网络演化模型研究[D]. 罗小娟.华东理工大学 2011
硕士论文
[1]装配车间无线传感器网络应用关键技术研究[D]. 于红丞.华中科技大学 2013
[2]车间内无线传感器网络节点定位及信息管理技术研究[D]. 邹慧宇.北京交通大学 2011
[3]基于复杂网络理论的无线传感器网络性质研究[D]. 张成才.西安电子科技大学 2011
[4]面向车间现场的无线传感网络设计与实现[D]. 周焱.电子科技大学 2010
本文编号：3386076
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