能量收集无线传感器网络吞吐量的分析与优化设计

发布时间：2022-12-04 19:01

　　随着无线传感器网络的广泛研究与应用,网络寿命桎梏了其更深入的发展。无线传感器节点由于电池供电终将耗尽能量,而由于其应用领域监测区域广泛的特性,人为更换电池显然是不现实的。能量收集技术在无线传感器网络上的应用就是为了解决这一节点供能问题,节点通过收集布署环境中的潜在能源,转换为电能供给本身能量消耗,只要可收集的环境能源是源源不断的,无线传感器节点就可以获得永续的工作能力。这种能量收集无线传感器网络的优势是显而易见的,作为一种新兴的网络技术,对于其各方面的研究进展都是十分有限的,而对于其中一类有广泛应用场景的具有线性特征的能量收集无线传感器网络来说更是如此,如城市热网监测、石油管网监测、公路铁路监测等,对于这类网络来说由于其应用对象需要监测数据尽可能快地成功上传的特点,吞吐量是一个至关重要的性能指标。本文的研究目的在于分析具有线性特征的能量收集无线传感器网络的吞吐量并对其给出尽可能大的优化结果。由于能量收集技术与环境能源的种类有很大关系,而不同的环境能源由于环境条件的不同甚至时间的不同会产生很大的差异,这就使能量收集无线传感器网络具备了很大的不确定性和随机性。本文的研究内容从分析能量收集无... 

【文章页数】：87 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题来源及研究的背景和意义
        1.1.1 课题的来源
        1.1.2 课题研究的背景和意义
    1.2 国内外研究现状综述
        1.2.1 无线传感器网络吞吐量的研究现状
        1.2.2 能量收集无线传感器网络研究现状
        1.2.3 能量收集无线传感器网络吞吐量研究现状
    1.3 本文的主要研究内容及章节安排
第2章 EH-WSN吞吐量的理论研究分析
    2.1 EH-WSN基础定义
    2.2 EH-WSN吞吐量模型
    2.3 EH-WSN吞吐量的计算
        2.3.1 EH-WSN节点可工作概率
        2.3.2 EH-WSN连通分支
        2.3.3 EH-WSN端到端延迟
        2.3.4 EH-WSN吞吐量的上界
    2.4 本章小结
第3章 基于梯度分层的EH-WSN路由协议的设计
    3.1 梯度分层路由协议的基本思想
    3.2 梯度分层路由协议的设计
        3.2.1 建立梯度分层
        3.2.2 定义节点竞争值
        3.2.3 竞选分层簇首
        3.2.4 梯度分层转发机制
        3.2.5 能量不均衡问题的解决方案
    3.3 节点编址
    3.4 数据包的结构设计
    3.5 本章小结
第4章 实验环境的搭建与数据采集
    4.1 实验环境的搭建
        4.1.1 CC2650的环境搭建
        4.1.2 温差模块的构造
        4.1.3 eZ430-RF2500-SHE的环境搭建
    4.2 数据采集与分析
    4.3 本章小结
第5章 梯度分层路由协议的建模与OPNET仿真
    5.1 梯度分层路由协议的OPNET建模
        5.1.1 仿真参数设置
        5.1.2 仿真网络场景
        5.1.3 仿真节点模型
        5.1.4 仿真进程模型
    5.2 仿真分析
        5.2.1 梯度分层路由协议参数比较
        5.2.2 路由协议吞吐量对比
    5.3 本章小结
结论
参考文献
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]无线传感器网络应用综述[J]. 薛波.  通讯世界. 2017(01)
[2]无线传感器网络能量收集技术分析[J]. 杜冬梅,何青,张志.  微纳电子技术. 2007(Z1)

硕士论文
[1]能量收集无线传感器网络连通性建模与优化[D]. 周成超.哈尔滨工业大学 2016



本文编号：3708818