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《中国科学技术大学》 2008年
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无线传感网移动接入与信息获取优化策略研究

马奎  
【摘要】: 在大规模异构无线传感器网络中引入节点的移动性能有效提高网络的吞吐量、生存时间、可靠性与覆盖度。现有针对异构无线传感器网络移动性的研究主要面向容忍延迟(Delay Tolerent)等类型的应用,以最优化网络能耗为目标,不能很好解决移动节点的快速、无缝接入问题,且无法有效满足如城市轨道交通反恐等应用中基于移动节点的大数据量、实时传感信息获取要求。针对上述问题,本文从快速移动接入协议、移动汇聚节点临近分簇动态调整、移动自适应跨层优化设计等角度出发,对大规模异构无线传感器网络中移动汇聚节点动态接入和信息获取优化问题展开研究。本文的主要贡献如下: 首先,针对大规模异构传感器网络中移动和固定节点混合组网问题,在三层网络体系架构下,提出了一种面向移动无线传感器网络的跨层协议栈框架,设计了支持移动节点异构组网的协议栈层间接口和功能模块,并对移动无线传感网的应用模式与应用场景进行了详细的分析,为后续研究工作奠定基础。 其次,针对大规模异构无线传感器网络中移动节点快速接入、移动链路维护、汇聚节点周围通信模式优化等问题,结合现有多种MAC协议的优点,提出了一种移动自适应MAC协议MA-MAC。该协议实现了低时延移动接入,具备移动链路自动维护功能,并提供了一种自适应工作模式调整机制以缓解移动节点周围的通信瓶颈问题。仿真研究表明相对现有典型移动MAC协议,MA-MAC极大提高了移动节点与底层传感节点之间的数据交互性能,且资源要求低、可实现性强。 再次,针对现有大规模异构无线传感器网络分簇协议无法有效支持节点移动性和切换问题,结合MA-MAC协议与双重分簇DC-MAC协议,提出了一个基于分簇网络结构的移动自适应MAC协议MA-DC-MAC,并针对移动信息获取中存在的移动汇聚节点附近聚播数据传输效率低等问题,设计了一种自适应跨层优化方案AOCMSN。仿真实验证明经过AOCMSN优化的MA-DC-MAC协议能够大幅度提高移动汇聚节点附近聚播数据传输的吞吐率和成功率,同时也降低了数据传输时延和能量消耗。 再次,针对中层无线传感器网络中固定与移动汇聚节点混合组网问题进行深入分析,提出了一种基于混合汇聚节点的传感信息获取机制。该机制极大降低了网络节点在移动路由维护方面的开销。仿真研究表明相对于固定传感器网络,使用该信息获取机制的混合网络在不同负载下能获得较高的数据传输成功率和较低的平均数据传输延迟,同时网络生存时间也大幅延长。 最后,为有效展开异构、移动无线传感器网络的研究,基于Qualnet仿真软件搭建了一个高逼真度的无线传感器网络仿真平台,提供了节点能耗模型、节点跨层公共数据存取接口、移动支持与管理接口等,并设计了一个独立于Qualnet原有IP协议栈的传感器网络协议栈,使之能够支持高逼真度、高效率的大规模异构传感器网络仿真及传感器/IP双网络混合仿真,为多层次异构移动传感器网络仿真研究打下基础。
【学位授予单位】:中国科学技术大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:TN929.5;TP212.9

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【引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 张希伟;移动式传感器网络中的数据收集策略研究[D];南京大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前5条
1 马嘉涛;支持移动传感器网络的MAC协议研究[D];太原科技大学;2011年
2 孔瑞;基于ZigBee技术的柜式秤的研制[D];成都理工大学;2012年
3 冯上栋;图形构件化无线传感网开发平台GCBDP-WSN的设计与实现[D];苏州大学;2012年
4 周鹏;ZigBee+GPRS技术在精准农业中的应用研究[D];成都理工大学;2013年
5 秦朗;基于SMAC的移动传感器网络低能耗MAC协议设计[D];西北大学;2013年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 徐振阳;窦文华;;无线传感反应网络综述[J];计算机科学;2005年09期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 何文德;杨凤年;刘光灿;;无线传感器网络在文物保护中的应用[J];安防科技;2007年07期
2 刘海波;邹涛;翁哲;;无线传感器网络在执勤枪械定位中的应用[J];安防科技;2009年09期
3 张开风;胡艳军;许耀华;姜新红;仇乐乐;王福俊;高韦;丁胜建;;WSN与GPRS结合的远程图像等数据采集系统设计[J];安徽大学学报(自然科学版);2011年04期
4 林丽萍;;无线传感器网络节点的研究与应用[J];安徽职业技术学院学报;2010年04期
5 余华;孙艳红;车银超;郭玉峰;;无线传感器网络在现代农业中的应用[J];安徽农业科学;2010年04期
6 余华;吕宁波;;基于无线传感器网络的农田信息管理系统的研究[J];安徽农业科学;2010年32期
7 范书平;高巍;马宝英;;一种无线温度传感器网络中节能的路由协议[J];安徽农业科学;2011年02期
8 杨治秋;柴宝杰;;无线传感器网络在农业信息监控系统中的应用[J];安徽农业科学;2011年35期
9 归奕红;;无线传感网应用于设施农业的节能方案研究[J];安徽农业科学;2012年02期
10 秦玉伟;彭燕;;能量非均衡节点在无线传感网络立体空间的LEACH路由研究[J];安徽农业科学;2012年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 张维勇;张芬;马学森;;基于IEEE802.15.4的一种分簇算法研究[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
2 石为人;张阳;邓鹏程;;传感器网络局部时间同步协议研究[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
3 刘增力;李雯霏;龙华;朵琳;;能量相关DSR协议OPNET仿真及性能分析[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
4 罗旭;柴利;杨君;;无线传感器网络TTSL迭代定位算法[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
5 任玲;唐昊;周雷;魏振春;;一种能量高效的无线传感器网络自适应传输方法[A];中国自动化学会控制理论专业委员会B卷[C];2011年
6 何坚;方康玲;李晓卉;韩维;;基于无线传感器网络的涉密载体智能监管系统研究[A];中国自动化学会控制理论专业委员会D卷[C];2011年
7 陈传友;张在琛;;基于ADF7020-1的无线收发模块的设计与实现[A];2011年通信与信息技术新进展——第八届中国通信学会学术年会论文集[C];2011年
8 丁飞;马小铁;;LEACH协议在群体生理参数采集中的实现[A];第九届全国信息获取与处理学术会议论文集Ⅱ[C];2011年
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
9 陈伟;多跳无线网络路由关键技术研究[D];电子科技大学;2010年
10 王晓敏;无线传感器网络数据收集与路由协议研究[D];电子科技大学;2010年
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
4 骆科学;基于ZigBee的无线传感器网络节点在矿井机车运输监控系统中的应用研究[D];山东科技大学;2010年
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
1 余华;孙艳红;车银超;郭玉峰;;无线传感器网络在现代农业中的应用[J];安徽农业科学;2010年04期
2 文黎明;龙亚兰;;物联网在农业上的应用[J];现代农业科技;2010年15期
3 董齐芬;俞立;陈友荣;洪榛;;移动无线传感网中的迭代蒙特卡罗定位算法研究[J];传感技术学报;2010年12期
4 瞿雷;;一种新的无线网络通信技术Zigbee[J];单片机与嵌入式系统应用;2006年01期
5 马永强;李静强;冯立营;;基于ZigBee技术的射频芯片CC2430[J];单片机与嵌入式系统应用;2006年03期
6 张大龙;李青;于宏毅;胡捍英;;无线传感器网络MAC协议移动性支持问题的研究[J];电信科学;2008年08期
7 胡阳军;王建国;訾旭华;;Zigbee芯片在信息传输中的应用[J];电子技术应用;2007年08期
8 刘祎;李莉;张静;;基于MUSIC和LMS算法的智能天线设计[J];电子科技;2009年01期
9 郜帅;张宏科;;时延受限传感器网络移动Sink路径选择方法研究[J];电子学报;2011年04期
10 曹红兵;魏建明;刘海涛;;无线传感网中多传感器特征融合算法研究[J];电子与信息学报;2010年01期
中国博士学位论文全文数据库 前8条
1 李石坚;面向目标跟踪的自组织传感网研究[D];浙江大学;2006年
2 李莉;无线地下传感器网络关键技术的研究[D];北京邮电大学;2008年
3 许华杰;无线传感器监测网络环境不确定性数据处理研究[D];华中科技大学;2008年
4 高峰;基于无线传感器网络的设施农业环境自动监控系统研究[D];浙江工业大学;2009年
5 叶佥昱;无线传感器网络中的信息压缩与路由技术研究[D];北京邮电大学;2009年
6 张军国;面向森林火灾监测的无线传感器网络技术的研究[D];北京林业大学;2010年
7 王怿;水下传感网时钟同步与节点定位研究[D];华中科技大学;2009年
8 张起元;无线传感器网络虚假数据检测排除机制研究[D];中国科学技术大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前9条
1 赵科;基于虚拟仪器的现场动平衡测试仪的开发[D];浙江大学;2002年
2 崔文华;ZigBee协议栈的研究与实现[D];华东师范大学;2007年
3 侯佳佳;基于ZigBee的温室WSN监测系统的设计与研究[D];江苏大学;2009年
4 谢志超;基于数据压缩的温室无线传感器网络数据传输技术[D];江苏大学;2009年
5 曹明华;基于无线传感器网络的环境监测系统设计与应用[D];兰州理工大学;2009年
6 武秋红;基于无线传感器网络的远程医疗监护系统[D];电子科技大学;2009年
7 陈学川;基于ZigBee技术的无线粮情监测系统平台的设计与实现[D];北京邮电大学;2009年
8 黄伟;基于无线传感器网络的远程数据获取平台设计及相关问题研究[D];中国科学技术大学;2009年
9 张磊;智能节水灌溉系统的无线传感器网络设计[D];大连理工大学;2009年
【二级引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 朱乐乐;基于ARM Cortex-M4内核的多功能教育机器人开发研究[D];苏州大学;2013年
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1 胡丰全;赵群飞;;决策融合算法在车辆类型判断中的应用[J];微计算机信息;2008年31期
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5 田欣;胡莲;;基于无线传感网的城市应急指挥系统关键技术初探[J];经济师;2006年06期
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7 冯跃喜;金心宇;蔡文郁;;基于改进型蚁群算法的无线传感路由协议[J];传感技术学报;2007年11期
8 孙艳;陈健;陈惠民;金彦亮;;基于功率控制的带状无线传感网连通性[J];上海大学学报(自然科学版);2008年01期
9 徐娟;郭爱煌;赵晓群;;跳时超宽带无线传感网生存期的上界[J];同济大学学报(自然科学版);2008年03期
10 全源源;王沛;何洪路;袁晓兵;朱明华;;无线传感网低功耗Rake接收机VLSI设计与实现[J];电子与信息学报;2008年08期
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2 沈佳栋;唐明浩;章力;;无线传感网在智能楼宇系统中的应用[A];'2008系统仿真技术及其应用学术会议论文集[C];2008年
3 赵振宇;陈金鹰;;传感网及3G新商机[A];四川省通信学会2009年学术年会论文集[C];2009年
4 袁东风;徐伟涛;;基于ZigBee与RFID技术的智能仓储管理系统的设计[A];中国电子学会第十七届信息论学术年会论文集[C];2010年
5 陈曦;冯瑞;张卫;;面向上层应用的传感网数据过滤方法[A];2007中国控制与决策学术年会论文集[C];2007年
6 李平;;基于无线传感网的停车信息服务系统及业务研究[A];中国通信学会第六届学术年会论文集(下)[C];2009年
7 艾春丽;张凤登;刘荣鹏;;无线传感网能量监测方法研究[A];第八届工业仪表与自动化学术会议论文集[C];2007年
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9 李密;吕钊;于晶;;无线传感网的软件设计[A];2008年中国高校通信类院系学术研讨会论文集(下册)[C];2009年
10 邓英;乔东海;;基于无线传感器网络节点的多路无线语音采集和播放系统[A];2006’和谐开发中国西部声学学术交流会论文集[C];2006年
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1 乔举义;物联网感知层中资源分配与调度算法研究[D];北京邮电大学;2013年
2 郭江鸿;无线传感网若干安全问题研究[D];西安电子科技大学;2013年
3 陈薇;非线性预测控制快速算法的研究与应用[D];中国科学技术大学;2007年
4 孙小强;光载无线系统中的射频光传输及调控技术研究[D];北京邮电大学;2012年
5 赵巍;无线通信系统中的跨层优化技术研究[D];浙江大学;2011年
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8 陈友荣;无线传感网生存时间优化算法的研究[D];浙江工业大学;2011年
9 张文魁;无线传感器网络及其在智能电网中应用的相关技术研究[D];华中科技大学;2012年
10 应蓓华;用于无线传感网的低能耗数据压缩[D];清华大学;2010年
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1 刘帅;基于无线传感网栅栏覆盖方法的应用研究[D];苏州大学;2014年
2 赵化森;基于无线传感网的室内人员无源感知的研究[D];山东大学;2014年
3 陈威;任意分布的无线传感网分布式天线阵综合[D];中国科学技术大学;2006年
4 赵海滨;一种WCDMA通信系统收发前端技术研究[D];电子科技大学;2005年
5 宋建华;基于ARM的无线传感网节点的设计[D];内蒙古大学;2008年
6 黄欢;无线传感网节点设计及定位研究[D];同济大学;2007年
7 陈旭孟;IEEE 802.15.4标准的研究与实现[D];华东师范大学;2008年
8 徐铭;微机线路保护装置的研制及无线网在保护中的应用研讨[D];华中科技大学;2008年
9 姚玮;802.15.4协议栈的研究与实现[D];华东师范大学;2008年
10 周倩;工业无线网络技术研究与应用[D];大连理工大学;2008年
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