森林资源数据获取的移动Sink无线传感器网络可靠性研究

发布时间：2021-02-08 22:24

　　无线传感器网络（Wireless Sensor Networks, WSNs）是由部署在监测区域的、大量的传感器节点通过多跳组织的形式构成的无线网络。无线传感器网络主要是利用传感器节点的传感器感知监测对象的信息,并通过无线网络将数据传送给汇聚节点（Sink节点）,汇聚节点再通过以太网、移动互联网等形式将数据上传到监控中心。传统的无线传感器网络中,节点不但要承担监测的任务,同时又要做为中继节点完成多跳路由的数据传输任务,所以,在网络中距离Sink节点较近的节点能量消耗较快,使得无线传感器网络能耗不均。因此,一种基于移动Sink的新型无线传感器网络模式得到了广泛应用,它的基本思路是Sink节点在整个监测区域内移动以此获得实时的监测信息,使得网络能量的消耗更加均衡。森林资源的监测和监测数据的获取是无线传感器网络的典型应用,然而,在面向森林资源的无线传感器网络监测过程中,由于林区气候、环境的恶劣导致传感器节点极容易出现故障,节点之间的通信链路也极容易受外界气候的影响而出现通信故障,从而影响无线传感器网络的传输可靠性和运行稳定性。因此,设计高可靠、低功耗的无线传感器网络是满足森林资源监控应用的关... 

【文章来源】：东北林业大学黑龙江省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：106 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 问题的提出与研究意义
    1.2 无线传感器网络相关理论及国内外研究现状
        1.2.1 无线传感器网络的概念
        1.2.2 无线传感器网络的可靠性
        1.2.3 移动Sink的无线传感器网络
        1.2.4 森林资源监测的移动Sink无线传感器网络
    1.3 论文主要工作
2 移动Sink无线传感器网络理论基础
    2.1 无线传感器网络
        2.1.1 无线传感器网络节点
        2.1.2 ZigBee协议栈
    2.2 无线传感器网络路由协议
        2.2.1 平面无线传感器网络路由选择协议
        2.2.2 分簇无线传感器网络路由选择协议
        2.2.3 基于移动sink节点无线传感器网络路由协议
    2.3 无线传感器网络MAC协议
        2.3.1 基于竞争的无线传感器网络MAC协议
        2.3.2 基于调度的无线传感器网络MAC协议
        2.3.3 无线传感器网络MAC协议的分析
    2.4 本章小结
3 森林数据获取的移动Sink路由协议研究
    3.1 相关研究工作
    3.2 系统能耗模型
    3.3 Sink节点更新过程
    3.4 路由选择过程
        3.4.1 路由选择
        3.4.2 全网周期广播Sink节点
    3.5 仿真实验
        3.5.1 仿真工具介绍
        3.5.2 实验环境设置
        3.5.3 节点数量变化
        3.5.4 节点移动速率变化
        3.5.5 α的值变化
    3.6 本章小结
4 森林数据获取的移动Sink的MAC协议改进
    4.1 相关研究工作
    4.2 DSMAC协议
    4.3 仿真实验
    4.4 本章小结
5 森林数据获取的移动Sink链路可靠性研究
    5.1 相关研究工作
    5.2 传感器节点的可靠度分析
        5.2.1 节点和边的可靠性模型
        5.2.2 节点和边不可靠网络可靠度
    5.3 异构MDD图
        5.3.1 构造MDD
        5.3.2 异构MDD可靠度计算
        5.3.3 节点的能耗模型
    5.4 算法实现
    5.5 仿真实验
    5.6 本章小节
6 东方红湿地保护区资源监控测试及数据分析
    6.1 实验系统搭建
    6.2 实验数据测试及分析
    6.3 本章小结
结论
参考文献
攻读学位期间发表的学术论文
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]具有移动sink的无线传感器网络能量均衡分簇路由协议[J]. 钟智,罗大庸,刘少强,樊晓平,瞿志华,李勇周.  控制与决策. 2012(08)
[2]DLD-MAC:一种区分服务的低时延传感器网络MAC协议[J]. 舒俊浩,白光伟,沈航.  计算机科学. 2012(06)
[3]无线传感器网络中面向紧急信息可靠传输协议[J]. 梁露露,高德云,秦雅娟,张宏科.  电子与信息学报. 2012(01)
[4]无线传感器网络中基于多路径的可靠路由协议研究[J]. 张莉,李金宝.  计算机研究与发展. 2011(S2)
[5]森林资源变化遥感监测技术研究进展[J]. 李世明,王志慧,韩学文,贾可.  北京林业大学学报. 2011(03)
[6]一种应用于林业监测的链式分簇无线传感器网络[J]. 张浩平.  林业实用技术. 2010(10)
[7]森林覆盖变化遥感监测方法研究进展[J]. 吴雪琼,覃先林,周汝良,卢颖,陈尔学,李增元.  林业资源管理. 2010(04)
[8]基于小世界模型的WSN簇间拓扑优化方法[J]. 景维鹏,刘亚秋,杨显辉.  计算机科学. 2010(06)
[9]基于随机行走的无线传感器网络簇间拓扑演化[J]. 陈力军,刘明,陈道蓄,谢立.  计算机学报. 2009(01)
[10]基于小世界现象的无线传感器网络拓扑优化[J]. 叶秀彩,许力,林力伟.  福建师范大学学报(自然科学版). 2008(05)

博士论文
[1]无线传感器网络MAC协议高能效性能研究[D]. 何晨光.哈尔滨工业大学 2011
[2]基于离散概率模型的二端网络可靠性分析[D]. 肖宇峰.北京邮电大学 2009

硕士论文
[1]无线传感器网络中sink节点移动策略的研究[D]. 王福林.吉林大学 2013
[2]基于无线传感器网络的森林环境监测云平台研究与实现[D]. 刘宏宇.中国林业科学研究院 2012
[3]无线传感器网络自适应高能效MAC协议的研究[D]. 杜仕雄.电子科技大学 2012



本文编号：3024621