無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的實時性和可靠性保障機制研究.pdf

1、近年來，隨著無線傳感器網(wǎng)絡(luò)WSN（Wireless Sensor Network）技術(shù)的不斷發(fā)展，各個行業(yè)正經(jīng)歷一次全新的智能化改革。同時，各個行業(yè)對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的實時服務(wù)質(zhì)量也提出了新的要求。特別是在一些實時監(jiān)測領(lǐng)域內(nèi)，異常監(jiān)測信息的實時性和可靠性是衡量監(jiān)測系統(tǒng)有效性的重要標準。雖然目前計算機網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量保障技術(shù)已取得了很大進展，但由于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)與傳統(tǒng)的有線網(wǎng)絡(luò)和無線寬帶網(wǎng)相比存在很大的不同，對實時服務(wù)質(zhì)量的要求也具有其特殊性，

2、因此需進行專門的創(chuàng)新性研究。
　　本文詳細分析了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)實時服務(wù)質(zhì)量保障所面臨的挑戰(zhàn)，并重點對服務(wù)質(zhì)量中的實時性和可靠性保障機制進行了研究。為了降低分組在網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)闹饕舆t—排隊延遲，本文提出一種基于動態(tài)優(yōu)先級的實時分組調(diào)度機制DPRS（Dynamic Priority Real-time Scheduling）。DPRS包括隊列管理機制和分組調(diào)度算法兩個方面。在隊列管理機制上，DPRS引入了延誤標識，從而利用分組的緊急程

3、度和延誤屬性對分組的時延需求進行有效的度量。而且當節(jié)點發(fā)生擁塞時，DPRS優(yōu)先丟棄延誤隊列頭部的分組，因此有利于提高分組的實時性和成功交付率。在分組調(diào)度算法上，DPRS在隊列之間采取動態(tài)優(yōu)先級隊列調(diào)度，而在每個隊列內(nèi)部根據(jù)是否擁塞采取先到先服務(wù)FCFS（First Come First Service）或后到先服務(wù)LCFS（Last Come First Service）的調(diào)度方式，從而保障了分組的實時性。另一方面，本文針對三江源生態(tài)遠

4、程實時監(jiān)測過程中的節(jié)點部署提出了一種靈活、易于管理、均勻分簇的傳感器節(jié)點部署方式，對其中的部署層數(shù)與監(jiān)測面積、傳感器節(jié)點數(shù)、簇頭節(jié)點數(shù)以及部署費用之間的關(guān)系給出了量化分析公式。為了提高整個遠程監(jiān)測系統(tǒng)的可靠性，本文分別針對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的監(jiān)測部分和傳輸部分以及整個監(jiān)測系統(tǒng)的傳輸主干的可靠性進行了冗余優(yōu)化。
　　針對實時性和可靠性兩個部分，本文分別利用NS2和Matlab仿真工具對所提出的動態(tài)優(yōu)先級實時分組調(diào)度機制和節(jié)點部署可靠性