無線傳感器網(wǎng)絡(luò)可靠通信及其測試床系統(tǒng)研究.pdf

1、無線自組傳感器網(wǎng)絡(luò)是綜合了傳感器技術(shù)、微機電技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)等而形成的全新的無線自組網(wǎng)絡(luò)，是多學(xué)科交叉的前沿研究課題，在軍事、工業(yè)、醫(yī)療、交通和民用等諸多方面潛在著巨大應(yīng)用價值。雖然國外近年來取得了一些研究成果，但是在一些關(guān)鍵技術(shù)上，仍然有很多的問題需要解決。國內(nèi)的研究更是還處在起步階段。本文針對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的幾個關(guān)鍵技術(shù)進行了深入研究，包括無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的可靠通信研究、測試床系統(tǒng)仿真算法及上位機軟件設(shè)計實現(xiàn)。 本文介紹了無

2、線鏈路的特征及其影響因素，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)可靠通信的挑戰(zhàn)與困難，設(shè)計可靠通信機制時需綜合考慮的因素。深入分析了幾種可靠通信機制的特點，并詳細分析了目前已有的具有典型性的幾種可靠傳輸協(xié)議。 由于無線鏈路的不穩(wěn)定性，要想實現(xiàn)可靠通信，鏈路質(zhì)量預(yù)測機制必不可少?；诩訖?quán)移動窗口策略，本文提出了一種簡單有效的鏈路質(zhì)量動態(tài)預(yù)測機制，詳細介紹了預(yù)測機制的基本思想及仿真模型。通過仿真實驗的方式分析了權(quán)重系數(shù)、窗口大小及數(shù)據(jù)發(fā)送速率對機制性能的影

3、響。該預(yù)測機制運行簡單，不需要網(wǎng)絡(luò)額外的通信開銷，程序仿真驗證了預(yù)測機制的有效性。 考慮到測試床系統(tǒng)是為測試網(wǎng)絡(luò)層算法而設(shè)計的，依據(jù)圖論極大權(quán)極小支配集的概念，本文提出了一種能量有效的分簇組網(wǎng)算法，詳細描述了網(wǎng)絡(luò)分簇及形成簇樹的過程，理論上證明了通過運行該算法，網(wǎng)絡(luò)所選取的簇頭構(gòu)成極小支配集，并能形成以槽節(jié)點為根的簇樹。隨后的仿真實驗驗證了算法的有效性。 上位機軟件系統(tǒng)是測試床系統(tǒng)的核心部分，本文詳細描述三個功能模塊的設(shè)