面向戶外預(yù)警的無線傳感數(shù)據(jù)傳遞協(xié)議研究與實現(xiàn).pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)（wireless sensor network，WSN）在很多應(yīng)用中均有潛力。比如軍事目標跟蹤和監(jiān)測、自然災(zāi)難救援、生物醫(yī)學(xué)健康監(jiān)測、危險環(huán)境探索以及地震感知。本文研究一個應(yīng)用于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的面向戶外預(yù)警的無線傳感數(shù)據(jù)傳遞協(xié)議(WirelessSensor Data Transfer Protocol，簡稱WSDTP)，包括研究該協(xié)議的協(xié)議體識別技術(shù)、警戒手機的運行狀態(tài)轉(zhuǎn)換技術(shù)以及警戒手機的角色轉(zhuǎn)換技術(shù)，為戶外作業(yè)人員

2、夜間宿營預(yù)警系統(tǒng)提供必要的傳感數(shù)據(jù)傳遞和手機狀態(tài)切換技術(shù)。主要工作概括如下:
　　1.分析歸納現(xiàn)有傳感數(shù)據(jù)傳遞協(xié)議的研究現(xiàn)狀，指出某項目在數(shù)據(jù)傳遞能力上的不足。
　　2.本研究引入傳感數(shù)據(jù)傳遞機制、警戒手機運行狀態(tài)轉(zhuǎn)換機制以及警戒手機角色轉(zhuǎn)換機制，在此基礎(chǔ)上，建立傳感數(shù)據(jù)傳遞機制、警戒手機運行狀態(tài)轉(zhuǎn)換機制以及警戒手機角色轉(zhuǎn)換機制的下推自動機，然后對這三者的終態(tài)可達性給予形式化驗證。據(jù)此過程設(shè)計傳感數(shù)據(jù)傳遞、警戒手機運行狀態(tài)轉(zhuǎn)

3、換以及警戒手機角色轉(zhuǎn)換等協(xié)議的協(xié)議體、協(xié)議消息和協(xié)議邏輯，在此基礎(chǔ)上給出各個協(xié)議的算法流程圖和算法偽代碼;最后，使用以上關(guān)鍵技術(shù)給出傳感數(shù)據(jù)傳遞協(xié)議的解決方案。
　　3.根據(jù)給出的解決方案，運用面向?qū)ο蟮能浖_發(fā)方法，設(shè)計數(shù)據(jù)的多播數(shù)據(jù)傳遞、警戒手機的運行狀態(tài)轉(zhuǎn)換、警戒手機的角色轉(zhuǎn)換的用例圖、順序圖和類圖。在此基礎(chǔ)上，根據(jù)類圖給出的協(xié)議消息以及消息的靜態(tài)操作，編碼并實現(xiàn)面向戶外預(yù)警的無線傳感數(shù)據(jù)傳遞協(xié)議。
　　4.遵循項目需

4、求，設(shè)計測試用例，驗證無線傳感數(shù)據(jù)傳遞協(xié)議的多播數(shù)據(jù)傳遞、警戒手機運行狀態(tài)轉(zhuǎn)換和角色轉(zhuǎn)換功能。實驗結(jié)果表明，本文研究的WSDTP協(xié)議，其數(shù)據(jù)的多播數(shù)據(jù)傳遞功能、警戒手機的運行狀態(tài)轉(zhuǎn)換功能以及警戒手機的角色轉(zhuǎn)換功能均已達到驗證目標的要求。
　　5.與CMRP、VCHEC和SNOMC等10個相關(guān)協(xié)議的討論對比可知，首先，本文研究的WSDTP，在功能設(shè)置及性能方面與SNOMC協(xié)議的能力相當(dāng)，功能滿足性均達0.6，但WSDTP目前還未經(jīng)歷

5、實際部署的考驗，它屬于依賴基礎(chǔ)設(shè)施的協(xié)議，其搭建和部署需要無線AP的支持，這一點限制了其服務(wù)于有野外作業(yè)的應(yīng)用面;其次，在警戒手機運行狀態(tài)轉(zhuǎn)換方面，本文給出的運行狀態(tài)轉(zhuǎn)換子協(xié)議使用了3條消息，轉(zhuǎn)換效率相比CMRP和VCHEC協(xié)議較低，但協(xié)議狀況的準確性表達能力更強，這一點對于情況多變、環(huán)境相對較差的野外作業(yè)來說，WSDTP協(xié)議更適合“預(yù)警”應(yīng)用場景;最后，在警戒手機角色轉(zhuǎn)換方面，本文研究的WSDTP均衡了協(xié)議效能和語義滿足性，但是效能還