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无线传感器网络协作式MIMO技术及网关管理研究

作　者: 夏亮
导　师: 蔡骅
学　校: 南京理工大学
专　业: 控制工程
关键词: 无线传感器网络 协作式MIMO TR069 多网融合
分类号: TN929.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要


随着传感器、通信网络以及信息处理技术的发展,无线传感器网络的应用引起了人们广泛的关注,特别是在与物联网相关的应用中。通常网络内部的传感器节点由于部署环境等因素的影响在应用过程中多采用电池供电,而电池的充电和更换都比较困难,所以对传感器节点的能量消耗进行有效管理,提高其能量利用率成为一个重要的研究课题。另一方面,无线传感器网络与外部网络进行数据融合通常是通过网关接入技术来实现的,网关作为不同类型网络间的连接器以及协议转换器,在无线传感器网络应用系统中起着非常重要的作用,如何对其进行方便有效的配置管理也是当前需要解决的一个实际问题。本文以无线传感器网络应用系统的管理为目标,在传感器节点的能量管理以及网关设备的配置管理方面做了探索研究。传感器节点能量管理方面,在对协作式MIMO技术以及LEACH分簇路由协议分析的基础上,设计了一种基于MIMO的协作休眠式数据传输策略,建立了系统能量消耗的模型,并将此策略与传统LEACH协议做了仿真比较,仿真结果表明它能够均衡各节点的能量消耗以及延长网络的生存时间。网关设备配置管理方面,首先对无线传感器网络网关接入技术以及网关设备管理方式进行了阐述,其次通过对网络设备管理协议(SNMP和TR069)的分析比较,选择了基于TR069协议来实现对无线传感器网络网关设备的配置管理并设计了网关侧的客户端软件,最后搭建了测试环境,采用ACS模拟器对该软件的功能进行了测试,测试结果表明它能够根据协议的要求对网关设备进行有效配置管理,可为相关研究和设计提供参考。

全文目录


摘要  3-4
Abstract  4-7
1 绪论  7-13
  1.1 无线传感器网络概述  7-10
  1.2 课题研究背景与研究现状  10-12
  1.3 论文研究内容与组织结构  12-13
2 无线传感器网络架构及相关技术  13-25
  2.1 无线传感器网络架构  13-16
    2.1.1 无线传感器网络通信体系结构  13
    2.1.2 无线传感器网络拓扑结构  13-15
    2.1.3 无线传感器网络节点结构  15-16
  2.2 协作式MIMO技术介绍  16-18
  2.3 LEACH协议介绍  18-21
  2.4 无线传感器网络网关接入技术  21-22
  2.5 无线传感器网络网关设备管理  22-23
  2.6 本章小结  23-25
3 基于MIMO的协作休眠式数据传输策略及能耗分析  25-35
  3.1 系统模型  25
  3.2 基于MIMO的协作休眠式数据传输策略设计  25-30
  3.3 基于MIMO的协作休眠式数据传输策略能耗分析  30-34
    3.3.1 簇内能量消耗分析  31-32
    3.3.2 协作式MIMO域到SINK节点协作传输能耗分析  32-34
  3.4 本章小结  34-35
4 基于MIMO的协作休眠式数据传输策略仿真分析  35-43
  4.1 性能评价指标  35-36
  4.2 仿真环境  36-39
  4.3 仿真结果分析  39-41
    4.3.1 剩余存活节点的数目与运行轮数的关系  39-41
    4.3.2 单个节点剩余能量与运行轮数的关系  41
  4.4 本章小结  41-43
5 WSN网关管理系统客户端软件设计与实现  43-65
  5.1 TR069协议介绍及软件需求分析  43-44
  5.2 TR069协议和规程  44-49
    5.2.1 TR069协议栈  44-45
    5.2.2 XML与SOAP的使用  45-47
    5.2.3 TR069协议通信机制  47-48
    5.2.4 TR069会话事务处理  48-49
  5.3 基于TR069协议网关管理软件客户端框架设计  49-50
  5.4 基于TR069协议网关管理软件客户端实现  50-57
    5.4.1 网关管理软件客户端实现线程框架  50-52
    5.4.2 状态机的设计  52-53
    5.4.3 XML报文解析设计与实现  53-54
    5.4.4 下载、上传以及重启功能设计与实现  54-55
    5.4.5 周期性Inform消息上传设计与实现  55-57
  5.5 测试环境搭建  57-59
  5.6 模拟器测试结果  59-63
  5.7 本章小结  63-65
6 总结与展望  65-67
  6.1 工作总结  65
  6.2 工作展望  65-67
致谢  67-69
参考文献  69-73
附录A  73-80

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 无线通信 > 移动通信
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