面向户外预警的无线传感数据传递协议研究与实现

发布时间:2018-02-11 13:05

  本文关键词: 多播 数据传递协议 协议体识别 运行状态转换 角色转换 出处:《广西师范大学》2017年硕士论文 论文类型:学位论文


【摘要】:无线传感器网络(wireless sensor network,WSN)在很多应用中均有潜力。比如军事目标跟踪和监测、自然灾难救援、生物医学健康监测、危险环境探索以及地震感知。本文研究一个应用于无线传感器网络的面向户外预警的无线传感数据传递协议(Wireless Sensor Data Transfer Protocol,简称WSDTP),包括研究该协议的协议体识别技术、警戒手机的运行状态转换技术以及警戒手机的角色转换技术,为户外作业人员夜间宿营预警系统提供必要的传感数据传递和手机状态切换技术。主要工作概括如下:1.分析归纳现有传感数据传递协议的研究现状,指出某项目在数据传递能力上的不足。2.本研究引入传感数据传递机制、警戒手机运行状态转换机制以及警戒手机角色转换机制,在此基础上,建立传感数据传递机制、警戒手机运行状态转换机制以及警戒手机角色转换机制的下推自动机,然后对这三者的终态可达性给予形式化验证。据此过程设计传感数据传递、警戒手机运行状态转换以及警戒手机角色转换等协议的协议体、协议消息和协议逻辑,在此基础上给出各个协议的算法流程图和算法伪代码;最后,使用以上关键技术给出传感数据传递协议的解决方案。3.根据给出的解决方案,运用面向对象的软件开发方法,设计数据的多播数据传递、警戒手机的运行状态转换、警戒手机的角色转换的用例图、顺序图和类图。在此基础上,根据类图给出的协议消息以及消息的静态操作,编码并实现面向户外预警的无线传感数据传递协议。4.遵循项目需求,设计测试用例,验证无线传感数据传递协议的多播数据传递、警戒手机运行状态转换和角色转换功能。实验结果表明,本文研究的WSDTP协议,其数据的多播数据传递功能、警戒手机的运行状态转换功能以及警戒手机的角色转换功能均已达到验证目标的要求。5.与CMRP、VCHEC和SNOMC等10个相关协议的讨论对比可知,首先,本文研究的WSDTP,在功能设置及性能方面与SNOMC协议的能力相当,功能满足性均达0.6,但WSDTP目前还未经历实际部署的考验,它属于依赖基础设施的协议,其搭建和部署需要无线AP的支持,这一点限制了其服务于有野外作业的应用面;其次,在警戒手机运行状态转换方面,本文给出的运行状态转换子协议使用了 3条消息,转换效率相比CMRP和VCHEC协议较低,但协议状况的准确性表达能力更强,这一点对于情况多变、环境相对较差的野外作业来说,WSDTP协议更适合“预警”应用场景;最后,在警戒手机角色转换方面,本文研究的WSDTP均衡了协议效能和语义满足性,但是效能还有待进一步提高,也就是,需要进一步精简协议逻辑。
[Abstract]:Wireless sensor Network (WSNs) has potential in many applications, such as military target tracking and monitoring, natural disaster relief, biomedical health monitoring, In this paper, we study a wireless Sensor Data Transfer protocol for wireless sensor networks, which is used in wireless sensor networks, including protocol volume recognition technology. The operation state conversion technology of the alert mobile phone and the role conversion technology of the alert mobile phone, It provides the necessary sensor data transmission and mobile phone status switching technology for outdoor operators' night camping early warning system. The main work is summarized as follows: 1.Analysis and induction of the current research status of sensor data transfer protocols. This paper introduces the mechanism of sensor data transfer, the mechanism of mobile phone operation transition and the mechanism of mobile phone role conversion. On the basis of this, the sensor data transfer mechanism is established. The push-down automata of the mobile phone operation state transition mechanism and the role transition mechanism of the alert mobile phone are given, and then the final state reachability of these three mechanisms is formally verified. According to this process, the sensor data transfer is designed. On the basis of protocol body, protocol message and protocol logic of protocol such as mobile phone running state transition and alert mobile phone role conversion, the algorithm flow chart and algorithm pseudo code of each protocol are given. Using the above key technologies, the solution of sensor data transfer protocol is given. According to the given solution, using the object-oriented software development method, the multicast data transmission of data is designed, and the mobile phone running state transition is monitored. The use case diagram, sequence diagram and class diagram of the role conversion of the alert mobile phone. On this basis, according to the protocol message given in the class diagram and the static operation of the message, Coding and implementing wireless sensor data transfer protocol .4. according to project requirements, design test cases, verify multicast data transfer of wireless sensor data transfer protocol. The experimental results show that the WSDTP protocol studied in this paper has multicast data transfer function. The operation state conversion function of the alert mobile phone and the role conversion function of the alert mobile phone have met the requirements of verification target .5.Compared with the discussion of 10 related protocols, such as CMRP-VCHEC and SNOMC, it can be seen that, first of all, In this paper, the capability of SNOMC in function setup and performance is equal to that of SNOMC, and its functional satisfaction is 0.6. However, WSDTP has not yet experienced the test of actual deployment, and it belongs to the protocol that relies on infrastructure. It needs the support of wireless AP to build and deploy, which limits the application of wireless AP. Secondly, in the aspect of mobile phone running state conversion, this paper uses three messages. The conversion efficiency is lower than that of CMRP and VCHEC protocols, but the accuracy of the protocol status is stronger. This is more suitable for "early warning" application scenarios for field operations where the situation is changeable and the environment is relatively poor. In the aspect of the role conversion of alert mobile phones, the WSDTP in this paper balances protocol performance and semantic satisfaction, but the performance needs to be further improved, that is, the protocol logic needs to be further streamlined.
【学位授予单位】:广西师范大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TP212.9;TN929.5

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 焉晓贞;罗清华;;基于卡尔曼滤波的动态传感数据流估计方法[J];仪器仪表学报;2013年08期

2 危遂薏,刘桂雄;一种同质的多传感数据融合新算法[J];传感器技术;2004年08期

3 王永利;刘景春;于占龙;富春岩;刁树民;;传感数据起源信息的多粒度标注与多分辨压缩[J];南通大学学报(自然科学版);2010年03期

4 万树平,涂国平;多传感数据的判别分析方法[J];传感器技术;2002年05期

5 曾凡文;王永利;刘冬梅;;可调重构误差的传感数据时间相关压缩算法[J];计算机应用与软件;2011年11期

6 沈春山;吴仲城;蔡永娟;李云飞;;面向广泛互操作的传感数据模型研究[J];小型微型计算机系统;2010年06期

7 焉晓贞;谢红;王桐;;无线传感器网络的不确定传感数据预测[J];应用科学学报;2012年06期

8 J.V.LeggettⅢ,B.R.Green,赵晓林;一种用井下传感数据在生产井的环空中进行通讯的新颖方法[J];国外油田工程;1996年05期

9 黄国健;刘桂雄;洪晓斌;高屹;;基于鲁棒估计的动态传感数据校正方法[J];自动化与信息工程;2009年04期

10 孙淑荣;王永利;;基于FPGA的传感数据加速处理[J];计算机应用研究;2011年04期

相关会议论文 前1条

1 黄国健;刘桂雄;洪晓斌;高屹;;基于鲁棒估计的动态传感数据校正方法[A];广州市仪器仪表学会2009年学术年会论文集[C];2010年

相关博士学位论文 前1条

1 焉晓贞;无线传感器网络中传感数据估计方法研究[D];哈尔滨工程大学;2012年

相关硕士学位论文 前10条

1 侯庆飞;基于WDM-PON的多业务融合信息系统[D];山东大学;2015年

2 姜海洋;基于农业传感大数据的检索系统研究[D];黑龙江大学;2016年

3 姜玉哲;农业传感数据可视化研究与实现[D];黑龙江大学;2016年

4 陈君梅;面向户外预警的无线传感数据传递协议研究与实现[D];广西师范大学;2017年

5 容志能;惯性运动捕捉系统中传感数据的传输与处理[D];浙江大学;2012年

6 曾凡文;云存储环境中传感数据的压缩存储处理研究[D];南京理工大学;2012年

7 焦洁洁;低秩逼近方法在传感数据处理中的应用[D];浙江农林大学;2013年

8 李彬;基于环境建模的传感数据收集与插值算法研究[D];湖南大学;2011年

9 赵云平;基于SSN本体的传感数据服务系统的设计与实现[D];河北科技大学;2015年

10 成飞龙;基于Hadoop的海量传感数据管理系统[D];南京理工大学;2013年



本文编号:1503129

资料下载
论文发表

本文链接:https://www.wllwen.com/shoufeilunwen/xixikjs/1503129.html


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

版权申明:资料由用户58e64***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