工业无线传感器网络调度方法研究
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【摘要】：工业无线传感器网络由部署在监测区域的大量节点组成,与有线通信网络相比,无线传感器网络成本低廉、部署迅速、组网灵活,在工业现场得到了越来越多的应用。与普通的无线网络相比,工业无线传感器网络对数据的确定性与可靠性的要求更高。传输调度是提高无线网络通信性能的重要手段,本文以基于时分复用的工业无线传感器网络为主要研究对象,分析无线传感器网络的特点,进而设计具体调度方案,并在最后进行了仿真与分析,主要内容包括：(1)针对数据发送周期相同的调度需求,提出了一种基于时隙分配原型的调度方法。首先根据网络拓扑与传输冲突情况,建立时隙分配原型,并根据时隙冲突矩阵,确定保证网络正常执行的时隙间隔,在此基础上动态产生时隙分配实例,确定各节点的实际发送与接收时隙。(2)针对数据发送周期不同的调度需求,提出了一种基于距离矩阵的调度方法。先根据时隙分配原型建立距离矩阵,再在距离矩阵的基础上产生时隙分配子实例,进而得到节点的发送和接收时隙。(3)使用ns-3仿真工具,在不同的网络规模和查询频率下,对本文提出的方法进行了仿真研究。
【关键词】：工业无线传感器网络 调度方法 时隙分配 时延确定性
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TP212.9;TN929.5
【目录】：
- 致谢7-8
- 摘要8-9
- ABSTRACT9-14
- 第一章 绪论14-18
- 1.1 研究背景与意义14-15
- 1.2 研究现状15-16
- 1.3 本文的主要研究内容16-17
- 1.4 论文组织结构17-18
- 第二章 工业无线传感器网络及其调度方法18-33
- 2.1 工业无线传感器网络18-23
- 2.1.1 网络特点18-19
- 2.1.2 工业无线网络协议19-23
- 2.2 网络干扰模型23-27
- 2.2.1 干扰模型分类23-25
- 2.2.2 传输冲突25-26
- 2.2.3 网络冲突图26-27
- 2.3 数据聚合技术27-28
- 2.4 网络调度问题28-32
- 2.4.1 按介质访问控制协议分类28-30
- 2.4.2 按计算方式分类30-32
- 2.5 本章小结32-33
- 第三章 基于时隙分配原型的调度方法33-45
- 3.1 系统模型33-35
- 3.1.1 网络架构33-34
- 3.1.2 业务模型34-35
- 3.2 基本假设与总体思想35-36
- 3.2.1 基本假设35
- 3.2.2 总体思想35-36
- 3.3 算法描述36-43
- 3.3.1 算法步骤36
- 3.3.2 建立时隙分配原型36-40
- 3.3.3 产生时隙分配实例40-42
- 3.3.4 确定发送和接收时隙42-43
- 3.4 性能分析43-44
- 3.5 本章小结44-45
- 第四章 基于距离矩阵的调度方法45-54
- 4.1 系统模型45
- 4.2 基本假设与总体思想45-46
- 4.2.1 基本假设45
- 4.2.2 总体思想45-46
- 4.3 算法描述46-53
- 4.3.1 算法基本思想46
- 4.3.2 计算实例距离矩阵46-49
- 4.3.3 产生时隙分配实例49-51
- 4.3.4 确定发送和接收时隙51-53
- 4.4 性能分析53
- 4.5 本章小结53-54
- 第五章 仿真与分析54-64
- 5.1 仿真环境介绍54
- 5.2 仿真环境搭建54-55
- 5.3 基于时隙分配原型的调度方法仿真55-59
- 5.3.1 不同网络规模下的性能比较55-57
- 5.3.2 不同查询频率下的性能比较57-59
- 5.4 基于距离矩阵的调度方法仿真59-63
- 5.4.1 不同网络规模下的性能比较59-61
- 5.4.2 不同查询频率下的性能比较61-63
- 5.5 本章小结63-64
- 第六章 总结与展望64-66
- 6.1 本文工作总结64
- 6.2 未来工作展望64-66
- 参考文献66-70
- 攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况70-71
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