占空比无线传感器网络的大块数据分发协议研究

发布时间：2017-09-27 21:00

  本文关键词：占空比无线传感器网络的大块数据分发协议研究

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【摘要】：无线传感器网络是由部署在监测区域内的大量微型传感器,通过无线通信方式形成的一种多跳的、自组织的无线网络。传感器节点通常依靠电池供电,而且在电池耗尽后一般无法更换。为了节省节点的电能,最常用的机制是让节点以占空比模式工作,即节点在活动和休眠状态之间轮换。在传感网络运行过程中,用户可能需要修改传感器节点中的错误代码,或者改变节点的部分功能软件,甚至更新节点的整个系统。由于传感网络的规模比较大,故通过人工的方式更新节点的软件通常不可行。一种更有效的方法是使用大块数据分发技术实现网络更新功能。大块数据分发技术是无线传感器网络的一项重要研究内容,受到了广泛地关注。但是,已有的数据分发协议大多数都是基于非占空比模式的,也就是说,它们假设节点在分发时始终处于工作状态,这与传感节点本身的占空比工作模式不符。本文对占空比网络的数据分发协议进行了研究,主要的内容包括:1)提出了信道预约机制和硬件应答机制来提高分发的效率和可靠性。2)考虑到节点采用了异步休眠调度,为了减少分发数据等待的时间,提出了一种基于邻节点醒来时间的分发协议,节点优先向先醒来的节点发送数据,在发送时采用信道预约和硬件应答机制以提高传输的效率。此外,节点通过侦听减少数据的冗余发送。3)基于邻节点醒来时间的分发协议只是减少了发送等待的延迟,并没有考虑如何减少分发的完成时间。因此,本文进一步提出了一个基于节点优先级的分发协议。节点的优先级根据它距离汇节点的跳数(即节点的深度)以及它距离其最远叶子节点的跳数(即节点的高度)决定。发送节点优先向优先级大的节点发送,以减少分发的完成时间。4)仿真分析了提出的分发协议,并与Deluge协议进行了比较。结果表明,随着发送数据量的增加,提出的分发协议的分发完成时间趋近甚至优于Deluge协议,而且能耗显著地少于Deluge协议。
【关键词】：大块数据分发 占空比 优先级 信道预约
【学位授予单位】：西安电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP212.9;TN929.5
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 符号对照表11-12
• 缩略语对照表12-15
• 第一章 绪论15-21
• 1.1 研究背景15-17
• 1.1.1 无线传感器网络简介15-16
• 1.1.2 无线传感器网络的特点16
• 1.1.3 无线传感器网络的操作系统和编程语言16-17
• 1.2 本文的研究内容和意义17-18
• 1.3 本文的章节安排18-21
• 第二章 无线传感器网络分发协议概述21-27
• 2.1 无线传感器网络数据分发的要求21
• 2.2 无线传感器网络数据分发的设计难点21-22
• 2.3 无线传感器网络数据分发的常用技术22-23
• 2.4 现有的分发协议概述23-26
• 2.5 本章小结26-27
• 第三章 Deluge与ECD协议分析与改进27-37
• 3.1 Deluge协议分析27-30
• 3.1.1 Deluge协议介绍27-29
• 3.1.2 Deluge协议分析29-30
• 3.2 ECD协议30-32
• 3.2.1 ECD协议介绍30-32
• 3.2.3 ECD协议分析32
• 3.3 改进措施32-36
• 3.3.1 信道预约机制32
• 3.3.2 取消信道检测机制32-34
• 3.3.3 硬件应答机制34-36
• 3.4 本章小结36-37
• 第四章 基于占空比模式的数据分发协议37-61
• 4.1 占空比模式下数据分发网络模型37-39
• 4.2 基于邻节点醒来时刻的数据分发协议DNW39-45
• 4.2.1 基于信标帧的广告和请求机制39-41
• 4.2.2 DNW协议设计思想41-42
• 4.2.3 DNW协议的实现42-45
• 4.3 基于优先级的分发协议DNP45-55
• 4.3.1 节点深度的定义46-47
• 4.3.2 节点高度的定义47-49
• 4.3.3 节点优先级的判决方式49
• 4.3.4 基于优先级的传输机制49-52
• 4.3.5 DNP协议设计思想52
• 4.3.6 DNP协议的实现52-55
• 4.4 协议测试与数据分析55-60
• 4.4.1 数据分发协议扩展性分析55-56
• 4.4.2 数据分发时间分析56-58
• 4.4.3 数据分发能耗分析58-60
• 4.5 本章小结60-61
• 第五章 总结与展望61-63
• 5.1 全文总结61-62
• 5.2 未来工作展望62-63
• 参考文献63-67
• 致谢67-68
• 作者简介68-69

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 任万春;马廷淮;刘琦;;一种基于多播分发树的无线传感器网络代码分发协议[J];传感器与微系统;2014年11期

2 郑霄龙;万猛;;A Survey on Data Dissemination in Wireless Sensor Networks[J];Journal of Computer Science & Technology;2014年03期

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本文编号：931841