强电磁干扰环境下多径路由算法的研究

发布时间：2017-05-22 18:33

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【摘要】：国家“十二五”电网发展规划将建设安全有效的特高压电网作为其中一个非常重要的目标,而传统的依靠人工巡检的方式已经无法满足国家电网发展的快速步伐。建立特高压输电塔在线监测系统,实时监测其安全状态,可以保障国家电网安全,而特高压输电塔本身处在强电磁干扰环境中,这对无线传感网的数据可靠性传输提出了较高要求。同时该监测系统常用的无线传感器节点在强电磁干扰环境下易受干扰而导致节点失效现象出现,因此保障特高压输电塔传输数据准确性已成为亟待解决的问题。本文根据特高压输电塔在线监测系统无线传感网自身的制约性与局限性,引入多径路由协议,通过算法改进来提高无线传感网数据传输的可靠性。尤其是当无线传感网处在强电磁干扰环境下时,其可靠性更无法保证,而此时多径路由算法的引入可以较好的解决此问题。首先,本文对无线传感网所处的强电磁干扰环境进行了研究,特高压输电塔自身的电压高、频率低,高压输电线路传输的电压通常都是上万伏。且一般情况下,输电线路的电磁效应主要表现为三种形式,分别是:工频电场、工频磁场以及电晕三个方面。同时,无线传感器节点经常会受到来自静电感应和电磁感应的影响[1]。于是本文采用有限元法仿真模拟了此强电磁场环境,通过有限元建模与求解分析了强电磁场的分布规律。其次,根据以上模拟出的强电磁场的分布规律以及环境影响因素,研究了无线传感网信号的分布规律,以及构建了无线传感器节点的失效模型。最后,我们依据此节点失效模型引入多径路由恢复算法,建立多径路由容错模型。并使用NS2软件仿真对比了传输数据端到端的延迟、路由发现频率以及数据包传送率,结果表明,本文改进的多径路由算法能很好地提高无线传感网数据传输可靠性,具有很大的工程意义和使用价值,发展前景良好。
【关键词】：特高压 无线传感网 强电磁干扰 有限元 节点失效 多径路由
【学位授予单位】：重庆理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN929.5;TP212.9;TM75
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 绪论9-15
• 1.1 课题的背景及意义9-10
• 1.2 多径路由算法的国内外研究现状10-11
• 1.3 多径路由算法的理论基础11-13
• 1.4 本文主要研究内容13-14
• 1.5 本章小结14-15
• 2 强电磁干扰环境研究15-27
• 2.1 强电磁干扰环境分析15-20
• 2.1.1 工频电场的分布及数值计算15-19
• 2.1.2 工频磁场的分布及数值计算19
• 2.1.3 电晕的影响19-20
• 2.1.4 小结20
• 2.2 基于有限元法的强电磁场仿真分析20-25
• 2.2.1 Ansoft软件在强电磁场中的应用20-22
• 2.2.2 有限元建模与求解分析22-25
• 2.2.3 小结25
• 2.3 本章小结25-27
• 3 无线传感器节点失效研究27-39
• 3.1 无线传感器节点定位27
• 3.2 无线传感网节点失效规律27-31
• 3.3 节点失效模型的建立31-37
• 3.3.1 H-WSNs模型构架31
• 3.3.2 节点适应度模型31-32
• 3.3.3 节点失效模型32-37
• 3.4 本章小结37-39
• 4 多径路由恢复算法研究39-49
• 4.1 多径路由协议的提出39-40
• 4.1.1 Braided Multipath Routing(BMR)39
• 4.1.2 MMSPEED39-40
• 4.1.3 AOMDV-Inspired Multipath Routing Protocol40
• 4.2 多径路由协议的改进40-43
• 4.2.1 AOMDV的缺点40-41
• 4.2.2 AOMDV协议的改进41-43
• 4.3 改进协议的数据包格式43-46
• 4.3.1 路径发现43-45
• 4.3.2 节点移动时路径维护45-46
• 4.4 本章小结46-49
• 5 多径路由协议仿真及结果分析49-55
• 5.1 仿真平台简介49-50
• 5.2 仿真环境配置50
• 5.3 仿真结果分析与对比50-53
• 5.3.1 平均端到端的延迟50-51
• 5.3.2 路由发现频率51-52
• 5.3.3 数据包送达率52-53
• 5.4 本章小结53-55
• 6 总结与展望55-57
• 6.1 总结55
• 6.2 后期工作展望55-57
• 致谢57-59
• 参考文献59-63
• 个人简历、在学期间发表的学术论文及取得的研究成果63

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1 王文娟;赵振纲;;基于MPLS流量工程的多径路由算法研究[A];2008通信理论与技术新发展——第十三届全国青年通信学术会议论文集（下）[C];2008年

2 陈e，

本文编号：386515