收藏本站
《中国海洋大学》 2010年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

基于事件触发的无线传感器网络关键技术研究

郭瑛  
【摘要】: 无线传感器网络(Wireless sensor networks,简称WSN)是由随机撒布的大量传感器节点组成的无线自组织网络,其目的是协作地感知、采集和处理网络覆盖的地理区域内感知对象的信息,并发布给观察者。事件监测是无线传感器网络的一个重要应用,事件监测时无线传感器网络具有事件触发的特点,事件触发的无线传感器网络具有阶段性、突发性、数据量大、冗余度高等特点。本文对事件触发的无线传感器网络进行了分析,主要在节点定位算法、数据融合技术、干扰避免协议、休眠机制和信息汇报方法这几个方面进行了研究,主要工作及创新点包括: 1.研究了适用于事件触发传感器网络的节点定位算法,提出了移动节点辅助的垂直相交定位算法(Perpendicular Intersection,简称PI)。PI通过比较传感器节点接收信号强度(Received Signal Strength Indicator,简称RSSI),得到传感器节点间的几何关系,来计算传感器节点的位置,避免了传统方法中把RSSI直接转化成物理距离带来的误差。还设计了PI定位算法中移动信标节点的最优运动轨迹,提出了移动信标节点采用任意轨迹时的扩展PI定位算法。并在各种真实环境下进行实验来验证PI定位算法的性能,大量的实验数据充分表明了该算法的优越性。 2.设计了事件触发的数据融合技术(Event-oriented Data Aggregation,简称EDA)。EDA利用模糊数学里的隶属云模型来描述同一物理事件的采样信息之间的逻辑关系,把各个传感器节点采集的信息形成事件特征,只要把包含事件特征的融合数据包传回基站,基站就可以恢复全部事件信息。EDA分布式算法可以处理多个相邻事件同时发生和事件信息非正态分布的情况。通过理论分析、仿真和海上试验平台的历史数据,证明了EDA的可行性和有效性。 3.提出了事件触发的干扰避免传输协议(Event-oriented Interference Avoidance,简称EIA)。EIA通过对传感器节点的频率分配和时间调度,来避免事件信息传输过程中的干扰和冲突,实现相邻节点无干扰的并行传输。同时给出了在监测事件动态变化的时候,信息传输路径的动态调整策略。理论分析和仿真实验证明EIA明显减少了传输过程中的干扰和冲突,提高了网络效率。 4.给出了事件触发的节点休眠机制(Sleep Scheduling Algorithm,简称SSA)并设计了与之对应的信息汇报方法(Gradient Query Algorithm,简称GQA)。对于目标事件监测这类应用,不需要一直保持完全覆盖监测区域,只需要让检测到目标事件的传感器节点保持活动就可以了。SSA可以找出每个传感器节点的最优休眠时间,让大部分传感器节点处于休眠状态,在节省能量的同时确保始终能监测到移动的目标事件。GQA针对SSA休眠机制,由查询事件触发,通过梯度路径汇报目标事件信息,信息汇报梯度基于传感器节点的休眠周期,这也是从用户到目标事件信息源最短的路径。通过理论分析和仿真证明了SSA和GQA在节省网络能量上的性能。 事件触发的无线传感器网络在军事、环境监测、健康、家庭和商业领域等各个方面得到了非常广泛的使用。对其进行深入的研究必将进一步提高无线传感器网络的性能,使其具有更加广阔的应用前景。
【学位授予单位】:中国海洋大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TP212.9;TN929.5

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 叶江;王玉林;;事件驱动无线传感器网络节点自组织分簇休眠方法[J];南华大学学报(自然科学版);2012年02期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 申建芳;多业务多维度高速率传感器网络跨层设计与联合优化[D];广东工业大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 沈耀东;基于压缩融合的无线传感网事件检测算法研究[D];中国地质大学;2013年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 黄韬;舒坚;陈宇斌;刘琳岚;;事件驱动型无线传感器网络MAC协议研究[J];传感器与微系统;2008年08期
2 方磊;黄韬;舒坚;刘琳岚;陈宇斌;;事件驱动型无线传感器网络能量监测机制研究[J];传感器与微系统;2008年10期
3 阚保强;蔡理;朱红松;;平均干扰下的无线传感器网络高效能传输研究[J];电子科技大学学报;2007年06期
4 戴桂兰;赵冲冲;邱岩;;一种基于球面坐标的无线传感器网络三维定位机制[J];电子学报;2008年07期
5 胡海峰;杨震;;无线传感器网络中基于移动代理的自适应数据融合路由算法[J];电子与信息学报;2008年09期
6 张书奎;崔志明;龚声蓉;孙涌;方巍;;基于Bayes序贯估计的无线传感器网络数据融合算法[J];电子与信息学报;2009年03期
7 李德毅,刘常昱;论正态云模型的普适性[J];中国工程科学;2004年08期
8 游松,程卫星,王田苗,丑武胜,张启先;基于任务的神经网络多传感器数据融合新方法[J];高技术通讯;2001年07期
9 陈英;舒坚;刘琳岚;陈宇斌;;一种事件驱动型无线传感器网络的数据编码及融合算法[J];航空计算技术;2008年06期
10 李贵林;李建中;;传感器网络中节点个数约束查询处理算法[J];计算机研究与发展;2008年01期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 宫政;何飓;;云模型在电力变压器故障诊断中的应用[J];安徽电气工程职业技术学院学报;2012年01期
2 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
3 黄布毅;何超前;李冬富;石军;;基于无线传感器网络的家庭安防报警系统设计[J];安防科技;2008年03期
4 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
5 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
6 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
7 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
8 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
9 冯立波;黄婷;罗桂兰;;基于WSN的森林火灾预警系统设计[J];安徽农业科学;2010年36期
10 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
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 李晶;李玲玲;万娟;许艮华;陈芳;;基于云理论的支持无输入的语音质量客观评价的建模方法[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
2 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
3 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
4 ;Edge Detection of Images Based on Cloud Model Cellular Automata[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
5 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
6 ;Energy-Efficient Optimal Scheme Based on Mixed Routing in Wireless Sensor Networks[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
7 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
8 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
9 李宗刚;王寅杰;高溥;;基于二维云模型的彩色图像环域聚类分割方法及其在机器鱼视觉系统中的应用[A];中国自动化学会控制理论专业委员会B卷[C];2011年
10 马小平;金珠;;基于云和蚁群优化的煤与瓦斯突出区域预测分析[A];中国自动化学会控制理论专业委员会D卷[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张晋;无线传感器网络覆盖控制算法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 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
3 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
4 熊晶;海洋生态本体的建模方法研究及应用[D];中国海洋大学;2010年
5 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
6 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
7 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
8 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
9 窦亚玲;基于直觉模糊集的多约束网络路由决策方法研究[D];华中科技大学;2010年
10 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
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 何慧娟;基于多传感器的移动机器人障碍物检测与定位研究[D];安徽工程大学;2010年
3 王筱超;基于光纤传输技术的矿用工业以太网的可靠性研究[D];河南理工大学;2010年
4 肖美华;无线传感器网络节点定位关键技术研究[D];南昌航空大学;2010年
5 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
6 高丽丽;大功率电动汽车多功能智能快速充电机的研究[D];山东科技大学;2010年
7 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
8 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
9 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
10 闭启礼;水文传感器网络部署优化研究[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 郭丽丽;岳殿武;;时延反馈下的自适应STBC-Beamforming跨层设计[J];北京邮电大学学报;2008年06期
2 杨丰瑞;仉娟娟;;HSDPA流业务M-LWDF分组调度算法性能[J];重庆邮电大学学报(自然科学版);2010年03期
3 郑国强;孙若玉;李济顺;;一种适用于无线传感器网络的跨层高效MAC协议[J];传感技术学报;2009年01期
4 袁凌云;王兴超;赵艳芳;甘健侯;;基于事件驱动和最小延迟融合路径的无线传感器网络突发事件监测研究[J];传感技术学报;2009年09期
5 刘少强;汪立林;;一种面向WSN节点的数据压缩简化算法[J];传感技术学报;2009年09期
6 李方敏;方艺霖;李姮;刘新华;;无线多媒体传感器网络QoS区分服务路由机制[J];电子学报;2010年10期
7 张书奎;崔志明;樊建席;张文哲;;基于伸展树的无线传感器网络事件区域检测[J];电子学报;2010年S1期
8 徐雷;徐大专;张小飞;王俊波;徐淑芳;;WLAN中基于多包接收的跨层资源分配方案[J];电子学报;2011年10期
9 马月槐;张冬梅;蔡跃明;徐友云;;一种适用于多用户OFDM系统下行链路的跨层设计调度算法[J];电子与信息学报;2008年02期
10 侯华;周武旸;朱近康;;基于跨层公平性准则的自适应无线资源分配方法[J];电子与信息学报;2008年03期
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 李玉凯;无线传感器网络高能效可靠数据传输理论及应用研究[D];华北电力大学(北京);2011年
2 王辛果;异步无线传感网的跨层网络协议研究[D];中国科学技术大学;2011年
3 靳俊峰;无线宽带网络中的资源分配和调度算法研究[D];中国科学技术大学;2011年
4 周伟;基于分簇的无线传感器网络关键技术研究[D];上海大学;2011年
5 何晨光;无线传感器网络MAC协议高能效性能研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
6 潘大为;能量有效的WSNs路由协议与分布式调度方法研究[D];哈尔滨工业大学;2012年
7 纪鹏;面向QoS优化的无线传感器网络跨层协议研究[D];东北大学;2009年
8 郝丹丹;基于跨层设计和开放频谱的无线资源管理研究[D];北京邮电大学;2007年
9 孙岩;多媒体传感器网络中服务质量保障问题的研究[D];北京邮电大学;2007年
10 蔡文郁;高数据率WSN节能策略与QoS机制研究[D];浙江大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前4条
1 刘琪远;面向异构数据的低功耗传感器网络中TDMA协议的设计与实现[D];浙江大学;2012年
2 高强;无线传感器网络生命周期的跨层优化研究[D];上海交通大学;2009年
3 钟红波;无线Mesh网QoS关键技术研究[D];中南大学;2010年
4 徐宝成;基于比例分配的无线分布式网络跨层调度[D];北京邮电大学;2009年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 柳立峰,邹仕洪,张雷,程时端;基于概率覆盖模型的无线传感器网络密度控制算法[J];北京邮电大学学报;2005年04期
2 吕良彬;曹阳;高洵;罗卉;;基于球壳交集的传感器网络三维定位算法[J];北京邮电大学学报;2006年S1期
3 李莉;董树松;温向明;;无线传感器网络中提供QOS保障的关键问题[J];传感器世界;2006年12期
4 李德毅;知识表示中的不确定性[J];中国工程科学;2000年10期
5 李德毅,刘常昱;论正态云模型的普适性[J];中国工程科学;2004年08期
6 崔莉,鞠海玲,苗勇,李天璞,刘巍,赵泽;无线传感器网络研究进展[J];计算机研究与发展;2005年01期
7 唐文,胡建斌,陈钟;基于模糊逻辑的主观信任管理模型研究[J];计算机研究与发展;2005年10期
8 石高涛;廖明宏;;大规模传感器网络随机睡眠调度节能机制[J];计算机研究与发展;2006年04期
9 李德毅,孟海军,史雪梅;隶属云和隶属云发生器[J];计算机研究与发展;1995年06期
10 谢磊;陈力军;陈道蓄;谢立;;无线传感器网络的查询处理机制研究综述[J];计算机科学;2006年09期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 孙利民;叶驰;廖勇;;传感器网络的路由机制[J];计算机科学;2004年03期
2 姚向华;韩九强;;传感器网络中的传感器配置问题研究[J];信息与控制;2006年02期
3 陈红;肖军;苏洁;;基于DSP的动态传感器网络实验平台的设计和开发[J];信息与控制;2006年02期
4 刘媛;邴志刚;;基于RFID的智能仓储管理系统的研发[J];天津工程师范学院学报;2006年03期
5 李凯;;无线传感器网络协议与研究[J];中国科技信息;2007年04期
6 王日俊;刘峰;凌国宇;周金龙;;浅谈传感器的发展[J];甘肃科技纵横;2007年03期
7 丰少伟;彭鹏菲;程远国;;传感器网络的数据查询处理技术研究[J];舰船电子工程;2008年01期
8 肖德琴;冯健昭;周权;杨波;;基于高斯分布的传感器网络信誉模型[J];通信学报;2008年03期
9 张玲玉;张玉峰;李凤霞;李丽敏;;用于智能交通系统的无线传感器网络[J];硅谷;2009年15期
10 胡博;沈军;;空降作战中传感器网络需求分析[J];国防科技;2009年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 谢志军;陈红;;传感器网络中能量高效的聚集算法研究[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
2 解婷婷;樊小泊;陈红;;传感器网络中基于动态线路的连续查询处理[A];第二十三届中国数据库学术会议论文集(技术报告篇)[C];2006年
3 程时端;;传感器网络[A];中国通信学会信息通信网络技术委员会2004年年会论文集[C];2004年
4 谢志军;陈红;;传感器网络中能量高效的区域连接算法研究[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
5 姚剑波;;无线Mesh传感器网络中的位置隐私[A];全国第20届计算机技术与应用学术会议(CACIS·2009)暨全国第1届安全关键技术与应用学术会议论文集(上册)[C];2009年
6 纪守领;李金宝;;基于公共子树缓存的传感器网络查询技术研究[A];第26届中国数据库学术会议论文集(B辑)[C];2009年
7 曾加;慕春棣;胡建斌;;基于博弈论的传感器网络能量平衡路由[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
8 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
9 张和生;潘成;杨军;贾利民;董宏辉;梁玉庆;梁乙朝;;一种面向交通状态获取传感器网络体系结构的设计与实现[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
10 房栋;李宇;尹力;黄海宁;;水声传感器网络MAC协议研究与实现[A];2009年全国水声学学术交流暨水声学分会换届改选会议论文集[C];2009年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 杨志杰;物联网两项行业标准正式立项[N];中国建设报;2010年
2 布轩;传感器网络标准工作组在北京成立[N];中国电子报;2009年
3 许泳;传感器网络将与互联网融合[N];计算机世界;2007年
4 记者 过国忠 通讯员 王楠;传感器网络SoC芯片制成[N];科技日报;2010年
5 ;中国首台IPv6微型传感路由器诞生[N];网络世界;2006年
6 记者 过国忠;我国传感网首批6项标准发布[N];科技日报;2011年
7 本报记者 吴磊;物联网关键技术亟待突破[N];通信产业报;2009年
8 工业和信息化部 通信科技委委员 侯自强;物联网仅仅才开始[N];计算机世界;2009年
9 本报记者 韩义雷 过国忠;无锡加快建设物联网“感知中国”中心[N];科技日报;2009年
10 通讯员  张兰 记者  赵凤华;我国研制出首套IPv6微型传感路由器[N];科技日报;2005年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 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
2 王越超;中高速传感器网络服务质量保障关键技术研究[D];广东工业大学;2012年
3 张可;无线移动自组织及传感器网络中若干问题的研究[D];电子科技大学;2010年
4 匡哲君;无线传感器网络节能策略的研究[D];吉林大学;2014年
5 吴晓培;传感器网络的部署以及节能研究[D];电子科技大学;2012年
6 易叶青;传感器网络中基于数字水印的安全数据收集机制[D];湖南大学;2011年
7 张晓丽;光纤结构健康监测系统及其传感器网络可靠性研究[D];南京航空航天大学;2012年
8 郜帅;移动传感器网络高效数据收集机制研究[D];北京交通大学;2010年
9 崔筱宁;基于传感器网络的扩散型事件监测技术研究[D];中国科学技术大学;2010年
10 吴秋云;面向动态环境监测的无线传感器网络数据处理方法研究[D];国防科学技术大学;2013年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘斌;跨层优化技术在传感器网络中的研究与应用[D];太原理工大学;2011年
2 李白莉;改进DV-Hop算法在随机传感器网络中的应用研究[D];太原科技大学;2011年
3 刘广;基于NS2的无线多媒体传感器网络多路径路由算法仿真与实现[D];陕西师范大学;2010年
4 沈昊为;传感器网络中基于Voronoi网格的快速覆盖判定算法研究[D];湖南大学;2010年
5 彭蓓雷;基于低时延和区分服务的中高速传感器网络QoS保证MAC协议研究[D];广东工业大学;2011年
6 沈卓;基于虚拟MIMO的无线温室测控系统传感器网络结构研究[D];江苏大学;2010年
7 王岩;基于流场守恒律模型的传感器网络路由技术研究[D];南京理工大学;2010年
8 王肯生;电力载波传感器网络路由算法的研究[D];中国石油大学;2010年
9 何鎏;基于嵌入式系统和现场总线的多参量传感器网络研究[D];上海交通大学;2011年
10 张军;非均匀无线多媒体传感器网络路由算法及其仿真与研究[D];陕西师范大学;2010年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026