森林环境监测占空比传感网高效路由机制研究

发布时间：2023-02-08 09:03

　　森林环境监测无线传感网需要在广阔的自然环境中长时间运转,有些环境还比较恶劣,人类很难轻易到达,这对于传感器等设备的能耗是个巨大挑战。近年来,将具有节能优势的占空比工作模式应用于森林环境监测网络成为一个有效方案。但是在数据传输方面也带来了一些问题:一是传感器节点需要定期或者不定期进入休眠状态,导致网络的拓扑结构经常产生变化,提高了路由决策的复杂程度和难度;二是节点休眠导致了传输等待时间增大,数据端到端传输延时成倍增加。面对这些新问题,需要根据森林环境下的无线传感网的特点,对路由机制进行深入研究。本文针对这些问题展开了一系列研究工作。(1)森林环境监测网络部署在大自然中,自集能传感器节点的应用越来越多,针对网络中包含或者全部是自集能传感器节点的情况进行路由机制测试,发现自集能森林环境监测网络中网络环路的发生率很高。这主要是因为传感器节点要在不同的状态之间切换,网络的拓扑结构动态变化,需要动态进行路由决策。通过实验发现,现有路由协议都不能很好地检测和解锁环路。本文针对自集能无线传感网,提出了基于环路检测和避免的路由协议La-CTP,优化改进重构路由线路时的策略,主要包括下一跳节点更新机制和环...

【文章页数】：119 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
1 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状分析
        1.2.1 无线传感网概述
        1.2.2 无线传感网在森林环境监测中的应用
        1.2.3 森林环境监测无线传感网面临的主要挑战
    1.3 主要研究内容
    1.4 研究方法和技术路线
        1.4.1 研究方法
        1.4.2 技术路线
    1.5 论文组织结构
2 占空比传感网路由研究综述
    2.1 无线传感网路由协议
        2.1.1 传统无线传感网路由协议
        2.1.2 无线传感网中的机会路由机制
    2.2 占空比传感网路由协议分析
        2.2.1 同步占空比路由协议
        2.2.2 异步占空比路由协议
    2.3 本章小结
3 占空比传感网路由中的环路控制
    3.1 问题的提出背景
        3.1.1 自集能传感网的占空比模型
        3.1.2 环路产生原因分析
    3.2 环路的避免与快速解锁机制
        3.2.1 La-CTP的下一跳节点更新机制
        3.2.2 La-CTP的环路解锁机制
    3.3 本章小节
4 异步占空比传感网高效机会转发策略
    4.1 异步占空比传感网模型
        4.1.1 问题描述
        4.1.2 网络模型与假设
    4.2 高效的机会转发策略
        4.2.1 路由测度的计算
        4.2.2 转发节点选择策略
        4.2.3 多转发节点的实时协调方法
        4.2.4 轻量级链路动态更新机制
    4.3 本章小结
5 链路不可靠网络中的层次路由优化
    5.1 问题的提出
    5.2 相关工作及分析
    5.3 网络模型和假设
    5.4 S-APTEEN层次路由协议
        5.4.1 软硬门限机制优化
        5.4.2 数据采样优化
        5.4.3 数据传输优化
    5.5 本章小结
6 实验与分析
    6.1 实验环境搭建与参数设置
    6.2 La-CTP的实验与分析
        6.2.1 实验环境与设置
        6.2.2 实验结果及分析
    6.3 EOF的实验与分析
        6.3.1 实验环境与设置
        6.3.2 实验结果及分析
    6.4 S-APTEEN的实验与分析
        6.4.1 实验环境与设置
        6.4.2 实验结果及分析
7 创新点与展望
    7.1 总结与创新点
    7.2 展望
参考文献
个人简介
导师简介
获得成果目录
致谢



本文编号：3737717