基于WSN的生物创新实验室关键技术研究

发布时间:2017-12-27 03:19

  本文关键词:基于WSN的生物创新实验室关键技术研究 出处:《华东师范大学》2017年硕士论文 论文类型:学位论文


  更多相关文章: 无线传感器网络 生物创新实验室 数据融合 多径路由 蚁群算法


【摘要】:随着物联网技术的普及,在校园生活中出现了未来教室、智能讲堂等新颖的管理与教学模式。这种新颖的模式将课堂教育与WSN技术相融合,使教学方式更加丰富多彩,提高了学生的学习兴趣和老师的工作效率。然而该模式中传感器节点的能量有限且不可补充,如何有效地减少节点能耗、充分利用系统中的资源是延长网络运作时间的关键。本文基于WSN设计了生物创新实验室系统,该系统通过在监测区域内部署相应的传感器节点对生物生长环境进行实时监测,使学生更加直观地了解生物的生长方式及其生长过程中的环境参数变化,并且实现了对生物创新实验室的智能化管理。同时针对该系统中传感器节点的能量损耗问题,本文分别从节点数据融合和数据路由传输两个方面出发,设计了基于深度学习的数据融合算法以及基于分层模型的蚁群优化多径路由算法。(1)数据融合算法:该算法将深度学习技术应用于WSN数据融合领域,首先对监测区域内的传感器节点进行聚类划分,然后利用特征提取及分类模块对各聚类内节点进行特征提取、分类,最后由分簇簇首根据分类结果对节点采集的数据进行压缩融合,并发送至聚类融合点进行路由转发。(2)多径路由算法:针对传统蚁群算法的不足之处设计分层模型,改进链路初始化信息素浓度、链路启发值以及链路信息素更新策略,最后综合考虑节点的剩余能量、网络传输延时、分组丢失率及路径相关度等因素,通过自定义目标函数依次选取目标值最大的多条可达路径对数据进行传输。实验结果显示,本文设计的基于深度学习的数据融合算法能够有效地对生物创新实验室监测区域内传感器节点采集的冗余数据进行压缩,减少了网络中待传输的数据量,并且提高了基站接收数据的正确率;与其它路由协议相比,本文设计的基于分层模型的蚁群优化多径路由算法在节点平均能耗、传输时延及数据包丢失率等方面具有明显的优势,确保了该生物创新实验室系统中采集的环境参数信息实时、准确地传输至本地服务器。
[Abstract]:With the popularization of the Internet of things technology, new management and teaching modes, such as future classrooms and intelligent auditorium, have appeared in campus life. This novel model combines the classroom education with the WSN technology, makes the teaching way more colorful, improves the students' interest in learning and the work efficiency of the teachers. However, the energy of sensor nodes is limited and cannot be supplemented. How to effectively reduce node energy consumption and make full use of resources in the system is the key to prolong network operation time. In this paper, based on the design of the WSN biological laboratory system innovation, the system of biological growth environment monitored by the corresponding sensor nodes deployed in the monitoring area, make students more intuitive understanding the changes of environmental parameters and biological growth in the growth process, and realizes the intelligent management of the laboratory of biological innovation. Meanwhile, aiming at the energy loss problem of sensor nodes in the system, this paper designs data fusion algorithm based on deep learning from the two aspects of node data fusion and data routing and transmission respectively, and the ant colony optimization multi-path routing algorithm based on hierarchical model. (1) data fusion algorithm: the algorithm will deep learning technology is applied to WSN data fusion, firstly, clustering of sensor nodes in the monitoring area, and then use the feature extraction and classification module for feature extraction and classification of the nodes in each cluster, finally by clustering according to the classification results of the first node data acquisition compression fusion, and sent to the clustering routing forwarding point. (2) multipath routing algorithm: according to the deficiency of design hierarchical model of traditional ant colony algorithm, improved link initialization pheromone and heuristic value link and link pheromone update strategy, considering the residual energy and network transmission delay, packet loss rate and node path correlation factors, through the defined objective function followed by selecting the target the maximum value of multiple paths for data transmission. The experimental results show that the deep learning data fusion algorithm can effectively to biological innovation laboratory monitoring area, sensor nodes collect redundant data compression based on this design, reduce the amount of data to be transmitted in the network, and to improve the correct rate of the base station receives the data; compared with other routing protocols, multipath routing algorithm has obvious the advantage in the average energy consumption of nodes, transmission delay and packet loss rate and other aspects of ant colony optimization based on hierarchical model designed in this paper, to ensure that the acquisition of the biological innovation laboratory system in the environmental parameter information timely and accurately transmitted to the local server.
【学位授予单位】:华东师范大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TP202;TP212.9;TN929.5

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 李昌义 ,杨建华 ,邓忠莲;开展创新创业教育的设想[J];发明与革新;2002年06期

2 ;现代测试技术创新实验室在西安电子科技大学落成启用[J];现代电子技术;2004年02期

3 赵亮方;周学君;;电子设计与创新实验室的管理[J];中国电力教育;2011年03期

4 曾文波,劳有兰,潘盛辉,韩峻峰;电气信息创新实验室建设与实践探索[J];广西工学院学报;2005年S2期

5 王洋;;文理相通 人文引领——上海市曹杨第二中学创新素养有意培育[J];现代教学;2011年10期

6 梁伟;;依托社会资源共建电子设计创新实验室[J];实验室研究与探索;2010年07期

7 王青东;刘鸣涛;张强;;电子创新实验室的建设与思考[J];电子测试;2013年09期

8 谭福奎;贺前华;李良荣;;电子设计创新实验室的建设与管理方法探究[J];实验技术与管理;2011年03期

9 王倩;;浅谈计算机创新实验室的管理[J];甘肃科技;2010年13期

10 ;哈尔滨工业大学-普源精电电子技术联合创新实验室正式成立[J];电子测量技术;2014年06期

相关会议论文 前2条

1 李进;陈秋妹;张琪君;王霞;杨洁;;创新实验室开放模式及有效服务电子大赛的管理模式探讨[A];中国电子教育学会高教分会2014年学术年会论文集[C];2014年

2 雷瑞庭;宋跃;杨雷;;“创新实验室”管理模式的探讨与实践[A];教育部中南地区高等学校电子电气基础课教学研究会第二十届学术年会会议论文集(上册)[C];2010年

相关重要报纸文章 前10条

1 记者 张晔 通讯员 钱恂熊 实习生 谈园华;河海大学建创新实验室获显著成效[N];科技日报;2007年

2 ;人保财险深圳保险产品创新实验室揭牌[N];中国保险报;2011年

3 记者 付秋实;国内首家保险产品创新实验室设立[N];金融时报;2011年

4 记者 陶杰;世界技能创新实验室落户新加坡[N];经济日报;2013年

5 陈杰 本报记者 陈亦冰;庄小凤和她的生态教育实验[N];中国教育报;2011年

6 钱宝平邋俞路石;安徽大学本科生迷上创新实验室[N];中国教育报;2007年

7 记者 汪伟 通讯员 孟兆熙;天大扶正“课外活动”创新本科生免试读研[N];天津日报;2006年

8 记者 郑璐;“小平科技创新实验室”在李寨中学揭牌[N];太行日报;2014年

9 王梅 杨芳 徐勇;南京工业大学设立大学生创新实验室[N];新华日报;2004年

10 本报记者  郑晋鸣 本报通讯员  褚雯;创新实验室带来了什么[N];光明日报;2006年

相关硕士学位论文 前3条

1 党杨;基于WSN的生物创新实验室关键技术研究[D];华东师范大学;2017年

2 童洪志;研究生创新能力培养保障体系研究[D];重庆大学;2010年

3 陆周平;梦洁家纺的管理创新研究[D];湘潭大学;2012年



本文编号:1340031

资料下载
论文发表

本文链接:https://www.wllwen.com/shoufeilunwen/xixikjs/1340031.html


Copyright(c)文论论文网All Rights Reserved | 网站地图 |

版权申明:资料由用户1c155***提供,本站仅收录摘要或目录,作者需要删除请E-mail邮箱bigeng88@qq.com