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《华东师范大学》 2009年
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一种低功耗无线传感器网络(WSN)数据采集系统的研究与设计

胡晓刚  
【摘要】: 无线传感器网络(WSN)是由大量传感节点以自组织方式形成的网络,结合了微型传感器技术、通信技术、分布式信息处理、嵌入式计算技术,节点间能够协作地实时监测、感知和采集网络覆盖区域内的各种环境或监测对象的信息。作为目前无线传感器网络的各种应用来说,数据采集无疑是各种应用的最基本、最重要的操作之一。如何在无线传感器网络有限的资源和低功耗要求下,设计高效、可靠以及低延时的数据采集系统是无线传感器网络研究中的一个重要课题。 本文研究了实现无线传感器网络数据采集系统的若干关键问题,得出了系统设计的基本要点。并在研究了当前数据采集系统方案弊端的基础上,分析了无线传感器网络中的最优网络的建立、连接维持、自适应修复、减少数据包冲突等技术,并面向数据采集系统搭建了在功耗与延迟之间趋于平衡的协议。此协议栈可灵活应用于对功耗和延时有不同要求的应用环境。本文最后针对仓储温度监测的应用环境,设计了无线传感器网络仓储温度监测系统,目前系统正在测试运行中。 最后,本文对协议运行的可靠性、温度采集功能、功耗等进行了较完整的测试、分析、评估和比较,结果证明协议具有长时间稳定工作,功耗和延时能够满足应用需求等特性。 本文的贡献和创新点如下: 1.分析了应用于数据采集系统的无线传感器网络的架构和应用需求,得出了多条设计基本要点,为今后基于无线传感器网络的数据采集系统提供了设计参考依据。 2.使用了簇树的网络拓扑结构,并在网络协议栈中使用了簇内连接保持、自适应修复等机制来保证网络运行的可靠性和高效性。 3.通过应答报文动态捎带信息的方式实现低功耗与低时延的平衡,并可针对不同的应用需求,来调节系统中功耗与实时性的倾向比例,与同类系统比较具有功耗低、扩展灵活等特点。
【学位授予单位】:华东师范大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:TP274.2

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【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 李尔松;无线躯干网络构建及其移动生理监测应用研究[D];重庆理工大学;2011年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前3条
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中国硕士学位论文全文数据库 前2条
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【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
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9 于亮亮;刘刚;王俊;;基于IEEE802.15.4的温室环境信息采集系统[A];中国农业工程学会2011年学术年会论文集[C];2011年
10 谢宇博;刘刚;王俊;于亮亮;;基于PDA的温室环境信息管理系统的研究与开发[A];中国农业工程学会2011年学术年会论文集[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王蕊;无线传感器网络部署与拓扑控制研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
2 孙玉婷;基于柱形换能器的水下传感器网络组网协议研究[D];中国海洋大学;2009年
3 罗汉江;海洋监测传感器网络关键技术研究[D];中国海洋大学;2010年
4 郭瑛;基于事件触发的无线传感器网络关键技术研究[D];中国海洋大学;2010年
5 周鹏;水下传感器网络海上试验平台的研究与设计[D];中国海洋大学;2010年
6 张书奎;无线传感器网络中信息分发的可靠性研究[D];苏州大学;2010年
7 高艺;能源自给低功耗无线传感器网络关键技术研究[D];南开大学;2010年
8 吴磊;无线自组织网络中的路由技术相关问题研究[D];电子科技大学;2010年
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 叶青;基于可信的无线传感器网络认证技术的研究[D];安徽工程大学;2010年
2 谌业滨;无线传感器网络自身健康状态融合机制研究[D];南昌航空大学;2010年
3 乔田田;无线传感器网络路由协议研究[D];山东科技大学;2010年
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5 彭慧;面向离散型制造业的嵌入式MES检测终端开发[D];浙江理工大学;2010年
6 闭启礼;水文传感器网络部署优化研究[D];郑州大学;2010年
7 张永琦;无线传感器网络中基于网关的分级簇算法研究[D];郑州大学;2010年
8 张磊;基于无线传感器网络的实验管理系统的设计与实现[D];郑州大学;2010年
9 刘兰涛;无线传感器网络中时间同步技术的研究[D];郑州大学;2010年
10 许俊杰;无线通信技术在设备状态监测中的研究与应用[D];郑州大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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3 潘勇;管学奎;赵瑞;;基于NRF24L01的智能无线温度测量系统设计[J];电子测量技术;2010年02期
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1 焦志锋;基于USB2.0的标准12导联心电数据采集仪的设计[D];重庆大学;2005年
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3 范静辉;无创脉搏血氧饱和度监测系统的研究[D];南昌大学;2005年
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7 贾吉庆;基于DM642的单兵无线视频采集系统的研究与实现[D];中国海洋大学;2008年
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【二级引证文献】
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【二级参考文献】
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1 刘江沙;雷伟;尹酉;;基于CC2430的串口无线模块的设计[J];国外电子元器件;2007年04期
2 赖小松 ,袁慎芳;嵌入式Adhoc无线传感网络的载荷定位研究[J];测控技术;2004年12期
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中国重要会议论文全文数据库 前1条
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10 于彦飞;杨君涛;贺俊杰;;人员疏散演习动态数据采集系统研究设计[A];2013中国消防协会科学技术年会论文集[C];2013年
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10 倪继兵;电动汽车充电监控数据采集系统的设计[D];电子科技大学;2010年
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