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《中国海洋大学》 2010年
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水下传感器网络海上试验平台的研究与设计

周鹏  
【摘要】: 随着无线传感器网络的迅速发展和世界各国对海洋权益的日益重视,以及发展海洋经济热潮的兴起,水下无线传感器网络已经成为各国传感器网络研究的热点。 水下传感器网络与陆地无线传感器网络有很大不同,其中最为重要的在于通信方式的不同。虽然都属于无线通信,但陆地无线传感器网络使用无线电实现通信,水下无线传感器网络使用水声通信。尽管无线信道相对于有线信道在通信速率、信道质量上都相差很多,但相对于水下信道而言,却具有很高的数据传输率和通信质量。水下信道被认为是目前最差的无线传播信道。另外,水下信道还具有高时延的缺陷。其传播速度仅为1500m/s,比陆地无线信号传播速度整整低了五个数量级。 水下信道的上述特性对水下传感器网络的研究带来了挑战,与此相关联的另一个重要问题是水下传感器网络的试验和验证问题。水下传感器网络的研究,不论是硬件方面的还是软件协议方面的,不论是单纯的点到点通信试验还是多节点组网试验,都离不开试验和验证。试验和验证可以分为软件模拟、硬件仿真试验和实际海洋环境试验。在试验室利用软件进行仿真试验,成本很低。但不是所有的试验都适合软件模拟,因为软件模拟受到模拟环境和模型本身准确性的影响,软件模拟适用于那些对硬件和试验环境要求不高的场合。对于那些偏重依赖硬件的试验,最好结合具有硬件可配置功能的硬件仿真平台来实现,比如那些直接涉及调整硬件底层参数的试验。另外一类试验对于通信环境要求更高,许多协议的验证,需要到实际的海洋环境进行试验和验证。水下传感器网络最终要应用到水下环境,而由于水下实际环境的复杂性,能够利用一套实际的可以配置的水下试验平台来实现这一目标显然是最为理想的。但水下传感器网络水下试验费用昂贵,需要耗费很大的人力和物力。如何设计和实现可以满足水下实际试验环境需求的水下传感器网络海上试验平台是一项重要的研究内容。 本课题主要针对水下传感器网络的特点,研究了水下传感器网络海上试验平台系统。本论文的主要研究内容包括: 1、根据水下试验的需求设计、制作了一种双头硬件节点。该硬件节点由水上的节点和水下节点组成,水上节点使用TelosB,水下节点是我们自己研制的水下通信节点。硬件节点是我们水下试验平台的基础。 2、网络性能测试主要针对网络性能进行测试。其网络性能测试主要包括水下信道误码率测试、数据链路层测试、网络层测试、应用层测试等。 3、协议软件远程更新部分针对传统软件更新方法的弊端,提出利用网络远程更新试验平台的方法,可以实现远程控制海洋试验平台,试验人员可以完成远程试验过程,并得到远程试验数据,进行分析,或重新展开试验。 4、移动网络性能测试部分可以实现对移动网络的测试。主要可以进行单跳测试、可靠性传输测试等。 5、试验平台部署试验部分讲述了试验平台的部署试验,主要介绍了数据库设计、远程访问和显示设计等。 本论文的目的在于研制一种低成本、高可靠性能、应用性好的试验平台。但目前对水下传感器网络试验平台的研究还不是很多,随着对试验平台研究的深入,必然能够加快对水下传感器网络的研究,使水下传感器网络为我国蓝色海洋经济做出更大贡献。
【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】:TN929.3;TP212.9

【引证文献】
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1 胡云冰;邹赛;徐琴;;在线式物联网水质监测系统研发[J];西南师范大学学报(自然科学版);2014年06期
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1 唐树青;水下传感器网络节点的设计[D];合肥工业大学;2012年
2 张斌益;水声通信海测平台的设计与实现[D];厦门大学;2014年
3 宁学侃;水下传感器网络中虫洞攻击检测与防御研究[D];吉林大学;2014年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 郭忠文;李之伟;于磊;;Lifetime Prolonging Algorithms for Underwater Sensor Networks[J];China Ocean Engineering;2006年02期
2 殷敬伟;惠俊英;惠娟;姚直象;王逸林;;Underwater Acoustic Communication Based on Pattern Time Delay Shift Coding Scheme[J];China Ocean Engineering;2006年03期
3 高明生;陆佶人;;一种基于有限状态机的新型水声网络多址接入协议的实现[J];电路与系统学报;2006年05期
4 许肖梅;An Anti-multipath Frequency Hopped Communication Technique in Shallow-water Acoustic Channels[J];High Technology Letters;2003年02期
5 李彦;罗续业;;海洋监测传感器网络概念与应用探讨[J];海洋技术;2006年04期
6 许茹,程恩,刘慧,陈淑武,梁春丽,郭华伟;基于网格编码调制(TCM)技术的水声通信系统及DSP实现[J];海洋科学;2005年04期
7 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
8 李建中;高宏;;无线传感器网络的研究进展[J];计算机研究与发展;2008年01期
9 郭忠文;罗汉江;洪锋;杨猛;倪明选;;水下无线传感器网络的研究进展[J];计算机研究与发展;2010年03期
10 张羽;蒋泽军;周兴社;;无线传感器网络重编程技术研究[J];计算机科学;2008年05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 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
3 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
4 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
5 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
6 叶青;周鸣争;;基于“基站”通信原理的无线传感器网络认证技术[J];安徽工程科技学院学报(自然科学版);2010年02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
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1 周大杰;朱玉霞;杜红;刘锐;;物联网技术在环境监管能力建设中的应用研究[A];2011中国环境科学学会学术年会论文集(第三卷)[C];2011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 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
5 ;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
6 刘旺锋;王硕;;基于FPGA的水下传感节点QPSK调制解调模块设计与实现[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010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 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
10 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
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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 刘友永;水声差分跳频通信关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
3 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
4 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
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 冯源;水下传感器网络节点试验室测试系统研究与设计[D];中国海洋大学;2010年
7 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
8 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
9 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
10 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
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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 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
4 纪江涛;基于传感器网络的智能交通系统模型应用研究[D];山东科技大学;2010年
5 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
6 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
7 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
8 闭启礼;水文传感器网络部署优化研究[D];郑州大学;2010年
9 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
10 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
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 邵松世;孙强;;基于FSK的水声遥控编码设计[J];四川兵工学报;2011年10期
2 王强;许肖梅;陈东升;;基于单片机的高精度信号采集系统设计[J];电子质量;2005年12期
3 郑君杰;杨明;马金钢;徐四林;刘风;焦兵;;水下传感器网络通信问题研究[J];广东通信技术;2009年06期
4 罗珊,孙峥,蒋新胜,马光彦;模拟有源滤波器MAX275的原理及应用[J];国外电子元器件;2005年01期
5 杨成伟;苗康乐;刘纯贵;;水声信号功率放大器的设计与实现[J];电子设计工程;2010年11期
6 毕俊蕾;李致远;;无线传感器网络安全路由协议研究[J];计算机安全;2009年11期
7 董晓梅;杨洁;;一种无线传感器网络中的虫洞攻击检测算法[J];东北大学学报(自然科学版);2012年09期
8 周利生;胡青;;水声发射换能器技术研究综述[J];哈尔滨工程大学学报;2010年07期
9 邓红超;蔡惠智;;OFDM水声通信系统的同步技术研究[J];海洋技术;2009年02期
10 许肖梅,陈东升,童峰;MFSK水声通信接收系统中的幅度均衡设计[J];海洋科学;2001年06期
中国博士学位论文全文数据库 前6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 冯源;水下传感器网络节点试验室测试系统研究与设计[D];中国海洋大学;2010年
3 周琳;深远海环境监测水声通信仿真方法与信道估计研究[D];中国海洋大学;2011年
4 徐小卡;基于OFDM的浅海高速水声通信关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
5 杨光;水下无线通信网络安全关键技术研究[D];中国海洋大学;2012年
6 丛艳平;多模式自适应水下无线通信网络关键技术研究[D];中国海洋大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前8条
1 徐顺安;嵌入式载体姿态测量系统的研制[D];合肥工业大学;2011年
2 刘伟;水声通信数字调制器的设计与实现[D];华中科技大学;2004年
3 李枫;一种FSK水下声通信接收系统的设计与实现[D];华中科技大学;2004年
4 牛炯;基于SOPC技术的水下无线传感器网络节点设计[D];中国海洋大学;2008年
5 翟洁;水下传感器网络路由协议的研究[D];华中科技大学;2007年
6 牛富强;基于DSP的嵌入式水声跳频通信技术研究[D];厦门大学;2008年
7 彭翔云;带AUVS水下传感器网络研究[D];华中科技大学;2008年
8 徐普君;基于无线传感器网络的机场助航灯光监控系统[D];合肥工业大学;2010年
【二级参考文献】
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1 杨光松;肖明波;程恩;张静;;水声传感网中节省能量的寻路机制[J];北京邮电大学学报;2009年S1期
2 郭忠文;李之伟;于磊;;Lifetime Prolonging Algorithms for Underwater Sensor Networks[J];China Ocean Engineering;2006年02期
3 高明生;陆佶人;;一种基于有限状态机的新型水声网络多址接入协议的实现[J];电路与系统学报;2006年05期
4 李兴明,胡健栋;一种提高信道利用率的高效编码调制方案──网格编码调制(TCM)[J];电信科学;1994年12期
5 夏光荣,刘兴钊;对称α-stable与高斯的混合噪声中信号检测的几种新方法[J];电子与信息学报;2004年09期
6 李光球,梁慧君,姚庆栋;数字HDTV地面广播传输方法第二讲 格状编码调制[J];广播与电视技术;1995年08期
7 许肖梅;An Anti-multipath Frequency Hopped Communication Technique in Shallow-water Acoustic Channels[J];High Technology Letters;2003年02期
8 李彦;罗续业;;海洋监测传感器网络概念与应用探讨[J];海洋技术;2006年04期
9 许茹,程恩,刘慧,陈淑武,梁春丽,郭华伟;基于网格编码调制(TCM)技术的水声通信系统及DSP实现[J];海洋科学;2005年04期
10 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
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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
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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 刘逵;无线传感器网络优化与动态组网技术研究[D];西安电子科技大学;2013年
10 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
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
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