埋地水管泄漏检测系统中节点间时间同步的实现

发布时间：2017-10-03 04:29

  本文关键词：埋地水管泄漏检测系统中节点间时间同步的实现

  更多相关文章： 相关法泄漏检测技术 TPSN Z-Stack

【摘要】：埋地水管是城市重要的基础设施之一,有着举足轻重的地位。然而埋地水管泄漏问题却一直制约着城市的健康发展和人民生活的改善。因此,想要控制和减少埋地水管的泄漏率,就必须能够对埋地水管泄漏点进行检测和定位。将无线传感器网络同步协议、计算机应用技术结合起来实现对泄漏点的检测和精确定位,是当今科技发展的方向。本文采用相关法泄漏检测技术,对TPSN时间同步算法进行了研究,分析了其产生误差的根本原因,提出了一种基于最小二乘法的改进型TPSN算法,以进一步减小时间误差,提高时间同步精度;同时对ZigBee的MAC层作深入研究,提出将执行CCA之前的随机退避周期改为固定退避周期的优化方案,并仿真验证其可行性。最后在ZIGBEE模块上对Z-Stack协议栈网络层和应用层进行修改,实现了协调器组网、端口和簇注册、间接绑定方式绑定端点和协调器、记录时间信息后基于最小二乘法的改进型TPSN算法予以实现。最后对水管长度100m、150m和200m分别模拟测试,测试表明该算法符合定位精度≤±1m,时间误差≤±384us的要求。
【关键词】：相关法泄漏检测技术 TPSN Z-Stack
【学位授予单位】：西安科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TU991.38;TN92
【目录】：

• 摘要3-4
• abstract4-8
• 1 绪论8-14
• 1.1 课题背景及研究意义8-9
• 1.2 国内外常用时间同步算法及供水管道泄漏检测技术9-12
• 1.3 本课题的主要内容和章节安排12-14
• 2 管道泄漏检测定位系统及关键技术14-24
• 2.1 相关检测法漏点定位原理15-16
• 2.2 定位精度分析16
• 2.3 无线网络技术——ZigBee技术16-24
• 2.3.1 ZigBee简介及主要特性16-18
• 2.3.2 ZigBee协议栈Z-Stack架构18-19
• 2.3.3 ZigBee网络设备功能及网络拓扑19
• 2.3.4 Zigbee地址及通信方式19-20
• 2.3.5 Zigbee术语20-22
• 2.3.6 Zigbee事件22-24
• 3 基于最小二乘法的TPSN改进算法同步技术24-32
• 3.1 TPSN算法24-26
• 3.2 基于最小二乘法的TPSN改进算法26-27
• 3.3 CSMA-CA退避算法及其改进27-32
• 4 同步算法在Z-stack中的实现32-46
• 4.1 协调器组网及终端节点入网32-35
• 4.1.1 协调器组网32-33
• 4.1.2 终端节点入网33-35
• 4.2 终端节点端口EndPoint注册及簇注册35-37
• 4.3 终端节点按键事件注册37-39
• 4.4 终端节点A,B开启绑定39-41
• 4.5 端点A,B记录时间信息41-44
• 4.6 时间同步算法的实现44-46
• 5 系统测试及分析46-49
• 5.1 定位误差测试46-49
• 6 总结与展望49-50
• 6.1 总结49
• 6.2 展望49-50
• 7 参考文献50-52
• 附录52-56

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本文编号：963187