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基于传感器网络的无线水表系统

作者：张黄瞩 Publish: 2006-3-23 Hits:-

【中文题名】

基于传感器网络的无线水表系统

【英文题名】

【学科专业】

计算机应用技术

【论文级别】

硕士论文

【投稿时间】

2006-3-23

【中关键词】

无线,传感器,网络,路由,协议,节点

【英关键词】

Wireless,Sensor,Network,Route,Protocol,Node,Cluster,Flooding,Water meter,

【分类导航】

工业技术>自动化技术、计算机技术>自动化技术及设备>自动化系统>数据处理、数据处理系统>数据收集和处理系统

【论文摘要】

本文提出了基于无线传感器网络的新一代无线水表系统,大幅度提高了水表系统自动化程度,简化了工作人员抄表流程。文中重点介绍了无线传感器网络的路由协议设计,并为水表系统设计了基于泛洪的路由协议和基于能量均衡的动态功率路由协议。基于泛洪的路由协议具有实现简单,可靠性好的优点,但节点间的能量均衡以及网络生命周期方面并不理想。基于能量均衡的动态功率路由协议比较好的解决了基于泛洪的路由协议的不足,节点间能量消耗较为均衡,因此延长了网络生命周期,并保持了很好的可靠性。文中详细描述了两种协议的设计,包括通信帧设计,数据采集协议设计,时间同步机制协议,并分析了路由协议可靠性、网络生命周期、能量均衡性、容错性以及实时性。最后,介绍了无线水表系统所采用的硬件包括RF芯片CC1000,控制芯片MSP430F1132。

【论文题纲】

摘要	2-3
Abstract	3-4
目录	4-7
第1章无线传感器网络概述	7-12
1.1 无线传感器网络与传统网络的区别	7-8
1.2 无线传感器网络应用	8-12
1.2.1 军事应用	8-9
1.2.2 环境科学	9
1.2.3 医疗健康	9-10
1.2.4 空间探索	10
1.2.5 社会商业化应用	10
1.2.6 学术理论	10-12
第2章无线传感器网络体系	12-18
2.1 无线传感器网络组成	12
2.2 无线传感器网络特点	12-13
2.3 路由协议设计要素	13-14
2.4 路由设计参考标准	14
2.5 传感器网络结构以及协议	14-18
第3章无线水表系统路由设计	18-50
3.1 设计目标	18
3.2 设计方案	18-19
3.2.1 传感器模块	18
3.2.2 无线通信模块	18-19
3.3 水表系统设备	19-20
3.4 基于泛洪机制的水表系统路由协议	20-35
3.4.1 通信帧类型	20-21
3.4.1.1 数据帧	20-21
3.4.1.2 配置帧	21
3.4.2 工作功率	21-22
3.4.3 定时器	22
3.4.4 节点配置设定	22
3.4.5 基本路由描述	22-26
3.4.5.1 间隔休眠时间比设定	23-26
3.4.6 时间同步机制	26-30
3.4.6.1 水表系统时间同步机制描述	26-29
3.4.6.2 水表系统时间同步机制误差分析	29-30
3.4.7 路由协议分析	30-35
3.4.7.1 可靠性分析	30-33
3.4.7.2 功耗性分析	33-34
3.4.7.3 存储容量分析	34-35
3.4.7.4 出错分析	35
3.5 基于记忆的动态功率水表系统路由协议	35-50
3.5.1 基于泛洪机制的路由协议存在的问题	35
3.5.2 通信帧类型	35-37
3.5.2.1 信令帧	35-36
3.5.2.2 数据帧	36
3.5.2.3 时间同步帧	36-37
3.5.2.4 配置帧	37
3.5.3 工作功率	37-38
3.5.4 定时器	38
3.5.5 节点配置设定	38
3.5.6 基本路由描述	38-47
3.5.6.1 初始化路由信息	38-40
3.5.6.2 数据采集	40-41
3.5.6.3 路由选择	41-47
3.5.7 路由协议分析	47-50
3.5.7.1 可靠性分析	47-48
3.5.7.2 容错性分析	48
3.5.7.3 存储容量分析	48
3.5.7.4 能耗分析	48-49
3.5.7.5 时间参数分析	49-50
第4章无线水表系统硬件系统	50-59
4.1 干簧管	50
4.2 CC1000芯片	50-55
4.3 控制芯片MSP430F1132	55-59
第5章总结与展望	59-61
5.1 路由协议总结	59
5.2 展望一分级网络拓扑结构	59
5.3 展望二消除终端节点水表	59-60
5.4 展望三将终端节点设备接入网络	60-61
参考文献	61-64
研究生期间发表文章	64-65
致谢	65

【DOI】

LunWen.ID:2.2008.378014



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