最大能量路径选择路由算法在化工生产中的应用

发布时间：2017-06-18 15:26

  本文关键词：最大能量路径选择路由算法在化工生产中的应用，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：化工生产环境监测是环境保护的基础,其目的是为环境保护提供科学决策的依据。当前环境监测中面临监测点分散、布线困难和实时性差等缺点,本研究为了解决这些缺点,设计了一种基于无线传感器网络(Wireless Sensor Networks,WSN)的化工区空气环境远程实时监测系统。该系统的主要功能是：分布在化工厂区域的传感器节点采集空气环境参数,通过基站传输数据到中央控制室的数据中心进行实时处理与分析,远程终端用户可以通过Internet实现对空气质量全天候的实时监测,并对污染等突发事件和环境急剧变化所影响的区域的空气环境状况实时报警,为空气环境污染的防治提供决策支持。无线传感网不但有效地克服了传统环境监测系统的低可靠性问题,而且增加了新的监测功能,很好地解决了化工区环境实时监测的问题,在条件恶劣和无人坚守的环境监测和事件跟踪中显示了很大的应用价值。目前大部分的WSN是由一些带电池的传感节点组成,因为无线传感网中的这些数据采集节点是电池供电,为了降低无线传感网络的功率损耗,延长其正常使用周期,本文在分簇控制技术的基础上,采用了一种最优的方式均衡负载,进而降低节点的能量消耗速度,同时提出了一种称为优化簇分配及基于多路径中最大能量路径选择的路由算法(ECME)。此路由方案中通过对簇头选择阈值进行改进选择出路由中合适的簇头,并获取传输路径的整体最大能量值来做出最佳路径选择的准则,实现最佳路由分配。针对化工环境中的一些物体自身在运作中所具备的环境参数在监测中往往是非常受关注的,所以就要使得环境中部署的网络中节点要集成传感部分、单片机单元和通信部分,进行自组式的方式构成网络,然后进行数据传输。借助于传感器节点中所配置的特定的传感器件,通过这些器件不仅可以测量所处现场中的温度,湿度等一些化工工艺参数。本系统中的硬件部分由微处理器MKL02、 HTU21D传感器及一些外围器件组成,同时软件部分从采集数据传输路由、上位机用户访问等方面做了设计,并通过实际模拟验证了此方案的可行性。
【关键词】：化工环境监测 拓扑控制 负载均衡 分簇路由 最大能量选择 采集系统
【学位授予单位】：上海应用技术学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X84;TP212.9;TN929.5
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-15
• 1.1 选题背景10-11
• 1.2 无线传感网络概述11-14
• 1.2.1 无线传感网络的特征11-12
• 1.2.2 国内外研究现状12-14
• 1.3 文章主要内容及组织架构14-15
• 第2章 无线传感网相关技术研究15-26
• 2.1 无线传感网络主要技术15-16
• 2.2 无线传感网络的几种协议16-22
• 2.2.1 LEACH协议16-17
• 2.2.2 HEED协议17-19
• 2.2.3 AODV协议19-22
• 2.3 无线传感网络节能分析22-24
• 2.3.1 无线传感网的网络结构22-23
• 2.3.2 传感节点与网络功耗的关系23-24
• 2.4 本章小结24-26
• 第3章 基于最大能量路径选择的分簇算法26-34
• 3.1 基于最大能量路径选择的分簇算法26-29
• 3.1.1 能量模型26-27
• 3.1.2 算法概述27-28
• 3.1.3 最大能量路径选择机制28-29
• 3.2 ECME算法仿真与性能分析29-33
• 3.3 本章小结33-34
• 第4章 化工生产环境监测网络的实际应用设计34-49
• 4.1 设计总体需求34
• 4.2 化工生产环境监测系统结构设计34-35
• 4.3 硬件设计35-41
• 4.3.1 化学工厂环境监测系统的功能与结构35-39
• 4.3.2 化学工厂环境监测系统电路设计39-41
• 4.4 软件设计41-47
• 4.4.1 路由层设计41-42
• 4.4.2 MAC层设计42-43
• 4.4.3 上位机软件设计43-44
• 4.4.4 节点工作流程44-47
• 4.5 仿真结果分析47-48
• 4.6 本章小结48-49
• 第5章 总结与展望49-50
• 5.1 总结49
• 5.2 展望49-50
• 参考文献50-54
• 致谢54-55
• 攻读学位期间发表的学术论文和专利55

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1 陈鸿飞;最大能量路径选择路由算法在化工生产中的应用[D];上海应用技术学院;2016年

  本文关键词：最大能量路径选择路由算法在化工生产中的应用，，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：459874