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《山东大学》 2007年
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基于分簇的无线传感器网络中间件研究

黄晓光  
【摘要】: 无线传感器网络(WSN)已应用于多种领域,例如:环境检测、对象追踪、精确农业、建筑物监测和军事系统等,已有大量的研究工作集中于开发适用WSN的网络协议,尽管这些协议有效延长了网络的生存时间,但是对于应用开发者来说,目前即使开发一个简单的WSN应用系统,仍是一项困难且容易出错的工作,主要原因在于应用和协议的开发紧密耦合在一起,甚至组合在一个集成的过程。为了有效利用这些协议,隐藏通信协议的细节,为应用开发者提供可复用的组件,开发一个具有适当抽象层次的中间件系统很有必要。 本文提出一种基于分簇的无线传感器网络中间件TinyWare,TinyWare基于TinyOS组件模型,采用发布/订阅通信模型并与分簇机制相结合,能够适合WSN信息传送的要求。TinyWare包括信息提供者和订阅者,信息提供者向一或多个订阅者以消息的形式发布信息,信息可以与数据主题相联系,再通过TinyWare的发布/订阅服务进行路由选择。TinyWare封装了网络层协议(路由和拓扑控制协议),支持多种系统标准服务的交互和重配置,并为应用层提供高层API。 本文采用框图描述了TinyWare的体系结构细节,并以组件图描述了系统的组件模型,用状态转换图描述了簇内节点的状态变化,以序列图的形式,通过设计系统运行时运行时的四个阶段(网络初始化,主题发布,用户订阅和数据传输)详细描述了实现细节,为了验证这一中间件,本文实现了一个环境监测应用实例 本文主要的贡献是提出一种适用于WSN的中间件系统TinyWare。它采用发布/订阅异步通信模型,比传统请求/响应更适应于WSN应用事件驱动的本质,TinyWare以分簇协议为基础,更便于管理网络资源,提高系统的自适应能力,鲁棒性和可伸缩性。系统还提供了稳定的API接口,大大方便了应用开发。
【学位授予单位】:山东大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:TP212.9;TN929.5;TP311.52

【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前4条
1 岳魁;基于分簇的无线传感器网络路由协议的研究与设计[D];电子科技大学;2011年
2 金功联;基于复杂事件处理的RFID中间件的研究与设计[D];浙江工商大学;2009年
3 聂芬;无线传感器网络路由协议的研究[D];西北大学;2010年
4 魏晓伟;RFID中间件复杂事件处理模型研究与实现[D];太原理工大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前2条
1 杨冕,秦前清;基于无线传感器网络的路由协议[J];计算机工程与应用;2004年32期
2 马祖长,孙怡宁,梅涛;无线传感器网络综述[J];通信学报;2004年04期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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2 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
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
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4 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
5 罗驱波;李世银;武金磊;孙彦景;;一种WSN的节能覆盖算法[A];2009中国控制与决策会议论文集(3)[C];2009年
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9 王超;刘凯;肖楠;;无线传感器网络中一种基于双重限制区域的节点定位算法[A];2008通信理论与技术新发展——第十三届全国青年通信学术会议论文集(下)[C];2008年
10 舒宗杰;王佳虹;邓平;;基于Micaz节点的WSN环境监测系统[A];2009通信理论与技术新发展——第十四届全国青年通信学术会议论文集[C];2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 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
2 刘昕;基于无线传感器网络的目标跟踪系统中的算法研究[D];华中科技大学;2010年
3 蒋鼎国;无线传感器网络农业信息监控系统设计与数据融合研究[D];江南大学;2010年
4 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
5 周强;基于形式化特征分类的机会网络路由规则研究[D];浙江大学;2010年
6 皮兴宇;无线传感器网络定位技术研究[D];解放军信息工程大学;2009年
7 周晖;自由搜索算法及其在传感器网络中的应用[D];东华大学;2010年
8 肖伟;无线传感器网络自适应数据容错关键技术研究[D];国防科学技术大学;2010年
9 王伟;无线传感器网络安全技术研究[D];太原理工大学;2011年
10 姜宇;基于无线传感器网络的远程抄表关键技术研究[D];吉林大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 朱小锴;面向结构健康监测的无线传感器网络的研究与设计[D];浙江理工大学;2010年
2 马宝英;无线传感器网络密钥管理方案的研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 段玉杰;IR-UWB无线传感器网络中基于TOA的定位算法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 雷鸣;无线传感网络与环境信息采集技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
5 訾冰洁;无线传感器网络信任管理研究[D];大连理工大学;2010年
6 孟祥山;无线传感器网络中的复制节点检测协议研究[D];大连理工大学;2010年
7 王杨;结构监测的PVDF动态特性分析和无线传感器研究[D];大连理工大学;2010年
8 石小培;无线传感器网络低功耗路由协议研究[D];大连理工大学;2010年
9 李定江;基于ZigBee的大棚环境监控系统的设计[D];辽宁工程技术大学;2009年
10 夏永成;基于差分机制和ASCH算法的WSN节能研究[D];长沙理工大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 马晓雷,刘元安,高锦春,沈雅琴;无线Ad Hoc网络功率控制透明传输调度算法的研究[J];北京邮电大学学报;2005年05期
2 傅军;张晓锋;;一种基于簇头选择模型的无线传感器网络分簇算法[J];传感技术学报;2007年08期
3 吴光斌,梁长垠;无线传感器网络能量有效性的研究[J];传感器技术;2004年07期
4 刘芳;徐家品;;一种基于簇的无线传感器网络能量有效路由协议[J];传感器与微系统;2008年03期
5 孙天一,陈涤;无线传感器网络LEACH协议的探讨及改进[J];传感器世界;2005年01期
6 甘勇;郑富娥;吉星;赵志明;吕国宁;;RFID中间件关键技术研究[J];电子技术应用;2007年09期
7 丁军;;RFID技术及其应用[J];工业仪表与自动化装置;2006年05期
8 彭小娟;刘世安;熊春如;田瑞利;;复杂事件处理在大规模RFID数据通信中的应用研究[J];化工自动化及仪表;2009年04期
9 龚本灿;李腊元;蒋廷耀;汪祥莉;;一种基于剩余能量的无线传感器网络分簇协议[J];计算机工程与应用;2008年08期
10 郭拯危;毕俊蕾;李致远;;一种新的传感器网络能量有效路由算法[J];计算机工程与应用;2008年10期
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 祝颖;能量高效的异类无线传感器网络拓扑控制[D];电子科技大学;2005年
2 张宏海;基于J2EE技术RFID系统中间件的研究[D];北京工业大学;2006年
3 黄轶;无线传感器网络分簇路由算法的研究及改进与网络平台的设计实现[D];浙江大学;2007年
4 吴强;基于JMS的消息中间件的研究[D];武汉理工大学;2007年
5 张继新;基于RFID中间件的研究与实现[D];郑州大学;2006年
6 郝兴贞;基于ALE的RFID中间件的设计与实现[D];中国海洋大学;2007年
7 邓海生;基于SOA的RFID中间件研究与应用[D];西安理工大学;2007年
8 陈培俊;无线传感器网络动态成簇节能路由算法研究[D];浙江工业大学;2007年
9 李磊;无线传感器网络的能量有效路由协议研究[D];浙江大学;2008年
10 刘立冬;RFID中间件技术在商品防伪的应用研究[D];北京工业大学;2008年
【二级引证文献】
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1 王庆生;魏晓伟;;RFID复杂事件处理关键技术的研究与改进[J];计算机技术与发展;2012年01期
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1 柏杨;基于复杂事件处理技术的RFID中间件研究与设计[D];电子科技大学;2011年
2 谭平;基于J2EE架构的RFID中间件研究与应用[D];广西工学院;2011年
3 魏晓伟;RFID中间件复杂事件处理模型研究与实现[D];太原理工大学;2012年
4 李秀;基于ALE的RFID中间件系统研究与实现[D];电子科技大学;2012年
5 罗配明;无线传感器网络测试平台的设计及实现[D];电子科技大学;2012年
【相似文献】
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1 杨文俊;汪秉文;尹安;胡晓娅;;基于订阅分解的无线传感器网络中间件[J];系统工程与电子技术;2010年02期
2 王稳军;刘博;;可扩展发布/订阅中间件技术研究[J];指挥信息系统与技术;2010年03期
3 潘慧芳;周兴社;杨刚;;基于混合通信模式的消息中间件设计与实现[J];计算机工程;2006年03期
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6 赵振南;周献中;倪正瑛;;应用中间件的C~4ISR系统关键技术[J];火力与指挥控制;2009年01期
7 朱信忠;许周旺;徐慧英;;移动消息中间件MobileMOM的研究与设计[J];计算机应用研究;2006年03期
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9 施海健;张海滨;钱良;宋文涛;;无线传感器网络S-MAC协议的时延控制[J];信息技术;2006年04期
10 任秀丽;李政;;基于无线传感器网络SPIN协议的一种改进方案[J];化工自动化及仪表;2006年02期
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1 郭旭斌;叶长城;王忆文;李辉;;基于无线传感器网络的室内定位系统[A];第十五届计算机工程与工艺年会暨第一届微处理器技术论坛论文集(A辑)[C];2011年
2 徐久强;卢锁;赵海;崔行兵;刘大鹏;;基于蚁群算法的无线传感器网络路由算法的研究[A];第八届沈阳科学学术年会论文集[C];2011年
3 骆吉安;柴利;;无线传感器网络的滚动时域状态估计方法[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
4 曹芳菲;何文麟;陈红;;无线传感器网络中基于预测的Top-k监测(英文)[A];第二十五届中国数据库学术会议论文集(一)[C];2008年
5 龙昭华;李景中;蒋贵全;张林;;基于无线传感器网络的普适计算研究[A];第六届和谐人机环境联合学术会议(HHME2010)、第19届全国多媒体学术会议(NCMT2010)、第6届全国人机交互学术会议(CHCI2010)、第5届全国普适计算学术会议(PCC2010)论文集[C];2010年
6 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
7 刘阳;杨晓春;王斌;于戈;李斌阳;;无线传感器网络中一种基于历史数据分组的感知查询技术[A];第二十四届中国数据库学术会议论文集(研究报告篇)[C];2007年
8 马礼;唐长茂;;一种基于分簇的无线传感器网络数据存储管理系统[A];2010年第16届全国信息存储技术大会(IST2010)论文集[C];2010年
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10 袁蕊;;基于矿井节能的无线传感器网络MAC协议的研究[A];煤矿自动化与信息化——第20届全国煤矿自动化与信息化学术会议暨第2届中国煤矿信息化与自动化高层论坛论文集[C];2010年
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7 沈建苗 编译;理智部署无线传感网[N];计算机世界;2010年
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
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10 丁英强;基于无线传感器网络的定位和跟踪算法研究[D];天津大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 黄晓光;基于分簇的无线传感器网络中间件研究[D];山东大学;2007年
2 蔡殷;基于无线传感器网络的光强环境监测系统设计[D];华中科技大学;2009年
3 黄衍玺;基于无线传感器网络的导航系统设计与实现[D];南京航空航天大学;2009年
4 张涛;基于北斗系统的无线传感器网络目标定位算法研究[D];东北大学;2008年
5 唐健华;无线传感器网络目标优化覆盖的研究[D];南京邮电大学;2011年
6 杨凤伟;无线传感器网络覆盖算法研究[D];南京邮电大学;2011年
7 龚静;无线传感器网络中基于压缩感知技术的数据压缩方法研究[D];西南交通大学;2011年
8 孙艳红;无线传感器网络在农田温湿度信息采集中的构建与应用[D];河南农业大学;2010年
9 张滢;无线传感器网络在蔬菜大棚环境监测中的应用研究[D];沈阳理工大学;2010年
10 王帆;无线传感器网络安全支持技术的研究[D];西安电子科技大学;2009年
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