面向新疆平原灌区的无线传感网络节点定位与路由协议研究
发布时间：2021-05-15 10:31
提高土地资源利用率,减少人工成本一直是新疆农业发展的永恒主题,因此在农业灌区中大力推广无线传感器网络技术是加快新疆农业现代化建设的重要途径之一。无线传感器网络是一种融合了无线通信技术、传感器技术及嵌入式技术的新型技术,利用大量散布在监测区域中的传感器节点来监测区域周边环境,收集区域相关数据信息,并通过无线收发装置将终端节点采集到的信息采用多跳路由的方式传递给汇聚节点,汇聚节点将数据融合处理后传送给用户端,达到用户监测目标区域的目地。自十一五计划以来,无线传感器网络技术在我国东部的农业大棚区域监测、森林火险监控、水产养殖控制等领域有了广泛的应用,但是新疆平原灌区因地域环境、硬件设施陈旧等因素的限制,导致无线传感器网络技术在新疆农业中仍少有使用。新疆农业土地仍处于粗放利用的阶段,长时间的土地资源不合理性利用,导致当地农业用地环境遭到严重破坏,农业生产总值远低于其区域产值。因此,基于实际应用场地的地域环境、网络硬件成本、节点能量等因数的考虑,在新疆平原灌区中设计一套效率高、成本低、实用性强的农业监测系统,并解决网络应用过程中产生的各种问题对提高灌区农业生产效率具有一定的推进作用。本文对新疆平...
【文章来源】：上海海洋大学上海市
【文章页数】：62 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 课题背景和意义
1.2 国内外研究现状
1.3 主要研究内容、意义及章节安排
第二章 无线传感器网络及其定位算法、路由协议
2.1 无线传感器网络概述
2.2 无线传感器网络组织结构
2.2.1 无线传感器网络结构
2.2.2 无线传感器节点结构
2.2.3 无线传感器网络体系结构
2.3 无线传感器网络定位算法
2.3.1 无线传感器网络定位算法概述
2.3.2 无线传感器网络主流定位算法
2.4 无线传感器网络路由协议
2.4.1 无线传感器网络路由协议概述
2.4.2 无线传感器网络主流路由协议
2.5 本章小结
第三章 面向新疆平原灌区的网络节点定位算法研究与改进
3.1 边界盒定位算法
3.2 RSSI测距模型
3.3 新疆平原灌区网络节点定位难题
3.4 基于RSSI的改进型边界盒定位算法
3.4.1 基于RSSI测距的Boundingbox定位算法
3.4.2 基于锚节点通信区域不相交的改进型边界盒算法
3.4.3 基于二点定位的改进型Boundingbox-my定位算法
3.5 实验结果分析
3.6 本章小结
第四章 基于位置信息、节点密度及剩余能量的LEACH路由协议研究
4.1 LEACH路由协议
4.1.1 LEACH协议基本思想
4.1.2 LEACH协议工作流程
4.2 无线传感器网络节点模型
4.2.1 网络模型
4.2.2 能耗模型
4.3 LEACH协议的优点和缺点
4.3.1 LEACH协议的优点
4.3.2 LEACH协议的缺点
4.4 基于位置信息、节点密度与剩余能量的改进型路由协议研究
4.5 实验结果与比较
4.6 本章小结
第五章 基于WSN的新疆平原灌区监测系统研究
5.1 系统整体设计方案
5.2 系统网络拓扑结构设计
5.3 系统通讯节点硬件设计
5.3.1 芯片方案选择
5.3.2 终端传感器节点硬件设计
5.3.3 协调器节点硬件设计
5.4 系统通讯节点软件设计
5.4.1 Z-stack协议栈
5.4.2 协调器节点软件设计
5.4.3 终端传感器节点软件设计
5.5 系统测试
5.5.1 实验平台的搭建
5.5.2 节点组网测试
5.5.3 数据传输测试
5.6 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]农业物联网ZigBee路由节点北斗定位研究[J]. 池涛,汪磊,陈明,李丙春,孜克尔·阿不都热合曼,王文龙. 上海农业学报. 2018(02)
[2]基于阈值机制与距离校正的WSN改进DV-Hop定位算法[J]. 向满天,王胜,杨友华. 传感技术学报. 2016(06)
[3]基于ZigBee无线传感器网络的远程监控系统[J]. 范燕,俞洋,李永义,丁益星. 实验室研究与探索. 2016(01)
[4]基于非均匀分簇的无线传感器网络分层路由协议[J]. 黄廷辉,伊凯,崔更申,王玉良. 计算机应用. 2016(01)
[5]圆外切Bounding-box WSN定位方法[J]. 罗清华,焉晓贞,彭宇,王丹,彭喜元. 哈尔滨工程大学学报. 2015(04)
[6]一种基于LEACH协议改进的簇间多跳路由协议[J]. 陈炳才,么华卓,杨明川,李宝君,赫凌超. 传感技术学报. 2014(03)
[7]温室环境参数无线传感器网络监测系统构建与CC2530传输特性分析[J]. 张京,杨启良,戈振扬,齐亚峰,周兵,殷欣. 农业工程学报. 2013(07)
[8]一种基于LEACH的改进WSN路由算法[J]. 陈晓娟,王卓,吴洁. 传感技术学报. 2013(01)
[9]高原环境下基于无线传感器网络的地震预警系统设计——以拉萨羊易村为例[J]. 陈延利,刘明明,姜军,周丰洲. 软件导刊. 2012(07)
[10]一种新型的无线传感器网络三维定位算法[J]. 李辉,熊盛武,段鹏飞. 计算机科学. 2012(07)
博士论文
[1]新疆农业产业结构调整与农地资源优化配置研究[D]. 孟梅.新疆农业大学 2014
硕士论文
[1]无线传感器网络能量优化路由算法的研究[D]. 史雨雨.东华大学 2016
[2]基于蚁群算法的WSN路由协议研究与远程监控系统[D]. 刘华骏.太原理工大学 2014
[3]基于能量优化的无线传感器网络分簇路由协议研究[D]. 宋宁博.重庆大学 2014
[4]新疆农业水资源利用效率的研究[D]. 郑芳.石河子大学 2013
[5]基于猫群算法的无线传感器网络路由优化算法研究[D]. 孔令平.哈尔滨工业大学 2013
[6]新疆农业产业结构调整优化研究[D]. 李世鹏.新疆财经大学 2012
[7]无线传感器网络路由算法设计及优化[D]. 赵倩.清华大学 2012
[8]无线传感器网络中LEACH协议的研究与改进[D]. 廖明华.湖南大学 2011
[9]基于认知无线电的矿井无线传感器网络功率控制算法研究[D]. 刘帅.西安科技大学 2011
[10]无线传感器网络定位技术的研究[D]. 张新亮.西安科技大学 2011
本文编号：3187479
【文章来源】：上海海洋大学上海市
【文章页数】：62 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 课题背景和意义
1.2 国内外研究现状
1.3 主要研究内容、意义及章节安排
第二章 无线传感器网络及其定位算法、路由协议
2.1 无线传感器网络概述
2.2 无线传感器网络组织结构
2.2.1 无线传感器网络结构
2.2.2 无线传感器节点结构
2.2.3 无线传感器网络体系结构
2.3 无线传感器网络定位算法
2.3.1 无线传感器网络定位算法概述
2.3.2 无线传感器网络主流定位算法
2.4 无线传感器网络路由协议
2.4.1 无线传感器网络路由协议概述
2.4.2 无线传感器网络主流路由协议
2.5 本章小结
第三章 面向新疆平原灌区的网络节点定位算法研究与改进
3.1 边界盒定位算法
3.2 RSSI测距模型
3.3 新疆平原灌区网络节点定位难题
3.4 基于RSSI的改进型边界盒定位算法
3.4.1 基于RSSI测距的Boundingbox定位算法
3.4.2 基于锚节点通信区域不相交的改进型边界盒算法
3.4.3 基于二点定位的改进型Boundingbox-my定位算法
3.5 实验结果分析
3.6 本章小结
第四章 基于位置信息、节点密度及剩余能量的LEACH路由协议研究
4.1 LEACH路由协议
4.1.1 LEACH协议基本思想
4.1.2 LEACH协议工作流程
4.2 无线传感器网络节点模型
4.2.1 网络模型
4.2.2 能耗模型
4.3 LEACH协议的优点和缺点
4.3.1 LEACH协议的优点
4.3.2 LEACH协议的缺点
4.4 基于位置信息、节点密度与剩余能量的改进型路由协议研究
4.5 实验结果与比较
4.6 本章小结
第五章 基于WSN的新疆平原灌区监测系统研究
5.1 系统整体设计方案
5.2 系统网络拓扑结构设计
5.3 系统通讯节点硬件设计
5.3.1 芯片方案选择
5.3.2 终端传感器节点硬件设计
5.3.3 协调器节点硬件设计
5.4 系统通讯节点软件设计
5.4.1 Z-stack协议栈
5.4.2 协调器节点软件设计
5.4.3 终端传感器节点软件设计
5.5 系统测试
5.5.1 实验平台的搭建
5.5.2 节点组网测试
5.5.3 数据传输测试
5.6 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]农业物联网ZigBee路由节点北斗定位研究[J]. 池涛,汪磊,陈明,李丙春,孜克尔·阿不都热合曼,王文龙. 上海农业学报. 2018(02)
[2]基于阈值机制与距离校正的WSN改进DV-Hop定位算法[J]. 向满天,王胜,杨友华. 传感技术学报. 2016(06)
[3]基于ZigBee无线传感器网络的远程监控系统[J]. 范燕,俞洋,李永义,丁益星. 实验室研究与探索. 2016(01)
[4]基于非均匀分簇的无线传感器网络分层路由协议[J]. 黄廷辉,伊凯,崔更申,王玉良. 计算机应用. 2016(01)
[5]圆外切Bounding-box WSN定位方法[J]. 罗清华,焉晓贞,彭宇,王丹,彭喜元. 哈尔滨工程大学学报. 2015(04)
[6]一种基于LEACH协议改进的簇间多跳路由协议[J]. 陈炳才,么华卓,杨明川,李宝君,赫凌超. 传感技术学报. 2014(03)
[7]温室环境参数无线传感器网络监测系统构建与CC2530传输特性分析[J]. 张京,杨启良,戈振扬,齐亚峰,周兵,殷欣. 农业工程学报. 2013(07)
[8]一种基于LEACH的改进WSN路由算法[J]. 陈晓娟,王卓,吴洁. 传感技术学报. 2013(01)
[9]高原环境下基于无线传感器网络的地震预警系统设计——以拉萨羊易村为例[J]. 陈延利,刘明明,姜军,周丰洲. 软件导刊. 2012(07)
[10]一种新型的无线传感器网络三维定位算法[J]. 李辉,熊盛武,段鹏飞. 计算机科学. 2012(07)
博士论文
[1]新疆农业产业结构调整与农地资源优化配置研究[D]. 孟梅.新疆农业大学 2014
硕士论文
[1]无线传感器网络能量优化路由算法的研究[D]. 史雨雨.东华大学 2016
[2]基于蚁群算法的WSN路由协议研究与远程监控系统[D]. 刘华骏.太原理工大学 2014
[3]基于能量优化的无线传感器网络分簇路由协议研究[D]. 宋宁博.重庆大学 2014
[4]新疆农业水资源利用效率的研究[D]. 郑芳.石河子大学 2013
[5]基于猫群算法的无线传感器网络路由优化算法研究[D]. 孔令平.哈尔滨工业大学 2013
[6]新疆农业产业结构调整优化研究[D]. 李世鹏.新疆财经大学 2012
[7]无线传感器网络路由算法设计及优化[D]. 赵倩.清华大学 2012
[8]无线传感器网络中LEACH协议的研究与改进[D]. 廖明华.湖南大学 2011
[9]基于认知无线电的矿井无线传感器网络功率控制算法研究[D]. 刘帅.西安科技大学 2011
[10]无线传感器网络定位技术的研究[D]. 张新亮.西安科技大学 2011
本文编号：3187479
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