物流仓储活动中无线传感网分簇拓扑算法研究

发布时间：2017-07-05 13:07

  本文关键词：物流仓储活动中无线传感网分簇拓扑算法研究

  更多相关文章： 物流仓储 无线传感器网络 分簇拓扑算法 多基站

【摘要】：在电子商务和经济全球化的巨大推动下,物流业正面临着从传统物流向现代物流的迅猛转型。信息技术从辅助转变为核心、强化社会资源整合和物流全过程规模化已经成为当前物流业发展的重大趋势。作为现代物流业和供应链系统的重要节点,仓储系统的信息化、网络化、自动化的实现在物流管理中具有重要意义,其高效运作机制近几年来越发地受到物流界的重视。无线传感器网络(Wireless sensor network,WSN)将现代信息技术中的计算机网络技术、传感器技术、微电子技术和通信技术四者巧妙地融合在一起,实现了数据感知、采集和传输的真正统一,在不同领域有着广泛的应用,也可以有效地应用于物流仓储活动中。通过在仓储内部不同的物流设施或设备上部署大量传感器节点,它们可以协同地观测和处理数据,并通过自组织、多跳的通信方式把监测到的信息传输给检测者,从而实现了仓储环境的监控和整个仓储网络的信息连通。由于WSN多跳的特性,给路由的设计带来很大挑战,再加上WSN节点存储、计算能力和能量有限,所以如何设计更好的路由协议一直是众多学者研究的热点问题,而分簇拓扑结构研究作为路由研究的基础,更是成为一个关键的核心技术。文中首先介绍一种基于梯度的有网关的分簇拓扑算法CTAGG(The Clustering Topology Algorithn based on Gradient with Gateways),对算法中权值的定义进行改进以更好地适用于仓储环境,该并且针对物流仓储中存在可移动设备的情况,对该算法进行改进,给出节点移动的场景处理规则,使其具有较强的自适应性以应对节点移动引起的网络拓扑变化。CTAGG算法鲁棒性强,但容易出现“能量空洞”问题,一些节点由于负担过重过早死亡会导致生存期降低。针对CTAGG算法的不足,本文结合仓储环境,引入多基站的策略,提出一种基于梯度的多基站分簇拓扑算法。多基站的主要思想是将网络分为几个子网,节点优先和最近的基站进行通信,减少了转发跳数,使得形成的簇树更矮,能进一步降低网络时延,均衡整个网络的能量消耗,同时可以解决CTAGG算法中的“能量空洞”问题,有利于延长整个网络的生存期。
【关键词】：物流仓储 无线传感器网络 分簇拓扑算法 多基站
【学位授予单位】：郑州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN929.5;TP212.9
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 1 绪论10-17
• 1.1 选题背景与意义10
• 1.2 物流仓储概述10-11
• 1.3 无线传感器网络概述11-15
• 1.3.1 无线传感器网络的体系结构11-12
• 1.3.2 无线传感器网络的特点12-13
• 1.3.3 无线传感器网络的应用13-14
• 1.3.4 无线传感网的关键技术14-15
• 1.4 本文主要工作及章节安排15-17
• 2 无线传感网络路由协议17-29
• 2.1 无线传感器网络路由协议特点17-18
• 2.2 路由协议设计原则和关键问题18-19
• 2.3 无线传感网络路由协议分类19-20
• 2.4 典型路由的协议分析20-28
• 2.4.1 平面路由协议21-24
• 2.4.2 分簇路由协议24-28
• 2.5 本章小结28-29
• 3 基于梯度的有网关分簇拓扑算法29-42
• 3.1 CTAGG算法模型建立30-32
• 3.1.1 算法网络模型30-31
• 3.1.2 算法能量模型31-32
• 3.1.3 问题描述32
• 3.2 算法描述32-36
• 3.2.1 权值的改进32-33
• 3.2.2 定义33
• 3.2.3 符号说明33-34
• 3.2.4 算法过程34-36
• 3.2.5 算法仿真分析36
• 3.3 节点移动的场景处理36-40
• 3.3.1 节点移入新簇37-39
• 3.3.2 节点移出原簇39-40
• 3.4 本章小结40-42
• 4 基于梯度的多基站分簇拓扑算法42-54
• 4.1 多基站策略概述42-44
• 4.1.1 多基站的特点42-43
• 4.1.2 多基站的研究内容43-44
• 4.2 算法描述44-46
• 4.2.1 唯一梯度值44
• 4.2.2 分簇阶段44-45
• 4.2.3 生成簇树阶段45-46
• 4.3 算法仿真分析46-49
• 4.4 算法结果对比49-53
• 4.4.1 簇树高度对比49-51
• 4.4.2 网络生存期对比51-53
• 4.5 本章小结53-54
• 5 总结和展望54-56
• 5.1 全文总结54-55
• 5.2 研究展望55-56
• 参考文献56-59
• 个人简历及研究成果59-60
• 个人简历59
• 发表的论文及科研项目59-60
• 致谢60

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