无线传感器网络中高可靠数据传输技术的研究

发布时间：2023-11-24 18:14

　　如今,随着互联网通信技术的飞速发展,物联网技术已然成为新一代信息技术的重要组成部分。无线传感器网络(Wireless Sensor Network,WSN)作为物联网底层网络的重要技术,已然成为当今的研究热点领域。随着无线传感器网络的应用越来越广泛,各应用场景对无线传感器网络的数据可靠传输要求逐渐提高。无线传感器网络容易受到应用现场环境、有限的网络节点性能、传输路径较多以及节点不规律移动等多种不利因素的影响,数据传输时容易出现错误、冗余、高能耗等问题。这将导致无法保障数据的可靠传输,使得物联网底层的数据采集工作无法完成。因此,如何提高无线传感器网络的数据传输可靠性成为如今的热点问题。无线传感器网络在数据传输过程中容易受到场景环境等因素的影响,通过总结无线传感器网络数据传输可靠性的现有研究可知,在多种复杂因素中,对数据传输可靠性的影响最大的是传输链路的网络能耗问题和节点消息队列的网络拥塞问题。无线传感器网络的动态拓扑会带来传输失败,引起传输负载增高问题,从而使得网络能耗增加;网络拥塞会直接堵塞传感器节点的存储空间,导致消息滞留,产生数据爆炸。因此,保障无线传感器网络数据传输可靠性的关键,...

【文章页数】：69 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 论文主要研究内容
    1.3 论文组织结构
第二章 相关工作
    2.1 无线传感器网络可靠数据传输概述及需求分析
        2.1.1 无线传感器网络数据传输体系和特点
        2.1.2 整体网络数据传输可靠性需求分析
        2.1.3 单个节点数据传输可靠性需求分析
    2.2 数据转发路由协议
        2.2.1 分簇式路由协议
        2.2.2 能量均衡式路由协议
        2.2.3 元启发式路由协议
    2.3 网络拥塞控制
        2.3.1 优先级调度机制
        2.3.2 速率匹配机制
        2.3.3 数据压缩机制
    2.4 本章小结
第三章 WSN中基于时间扩展图的数据转发路由算法
    3.1 研究背景
    3.2 通信模型设计
        3.2.1 时间扩展图模型
        3.2.2 基于时间扩展图的通信模型
    3.3 基于时间扩展图的路由转发机制
        3.3.1 TEG时间拓扑模型定义
        3.3.2 最小代价流算法设计
    3.4 仿真实验及分析
        3.4.1 实验方案与场景定义
        3.4.2 节点数量对能耗的影响实验分析
        3.4.3 节点移动速度对丢包率的影响实验分析
        3.4.4 节点数量对传输时间的影响实验分析
    3.5 本章小结
第四章 WSN中基于布谷鸟搜索的模糊PID拥塞控制
    4.1 研究背景
    4.2 模糊PID拥塞控制方法设计
        4.2.1 PID拥塞控制器设计
        4.2.2 模糊PID拥塞控制模型
        4.2.3 模糊规则及反模糊化定义
    4.3 基于布谷鸟搜索的模糊PID拥塞控制方案设计
        4.3.1 布谷鸟搜索算法
        4.3.2 CFPID拥塞控制器模型
        4.3.3 布谷鸟搜索拥塞控制算法设计
    4.4 仿真实验及分析
        4.4.1 实验方案与场景定义
        4.4.2 瞬时队列长度对比分析
        4.4.3 实时丢包率对比分析
        4.4.4 吞吐量对比分析
        4.4.5 运行时间对比分析
    4.5 本章小结
第五章 总结及展望
    5.1 总结
    5.2 展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间完成的论文及其他科研成果



本文编号：3866334