| 【中文题名】 | 无线传感器网络通信协议栈的研究与实现 |
| 【英文题名】 | Research and Implementation on a Communication Protocol Suite in the Wireless Sensor Networks |
| 【学科专业】 | 计算机科学与技术 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2007-10-18 |
| 【中关键词】 | 无线传感器网络,协议栈,介质访问控制,实时,路由, |
| 【英关键词】 | wireless sensor networks,media access control,protocol suite,routing,real-time, |
| 【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>自动化元件、部件>发送器（变换器）、传感器>传感器的应用 |
| 【论文摘要】 |
随着微机电系统技术、传感器技术、网络与无线通信等技术的飞速发展和日益成熟,由大量具有感知能力、计算能力和通信能力的微型传感器节点通过无线自组织方式连接而构成的无线传感器网络得到了人们的广泛重视。由此推动的信息感知、获取与采集能力的融合与增强有力的推动了客观物理世界与逻辑信息世界的融合。因此,无线传感器网络在诸多领域均有着非常广阔的应用前景。
无线通信协议栈是无线传感器网络中节点互联与信息传输的核心技术。大量传感器节点的自组织组网与动态拓扑自适应均需要无线通信协议栈的支持。由于无线传感器网络能量有限、应用特定、数据为中心等特性,传统意义上的移动自组网中的技术不能直接照搬到无线传感器网络中。本文针对自主开发的高性能传感器节点—WINS (Wireless Inter-Networking Sensor system)平台,在改进型实时多任务内核uC/OS-II基础上提出并实现了一种可扩展性强、模块化程度好的层次化通信协议栈—GFPS(Generic Framework Protocol Suite)。分析结果表明:该协议栈具有适应性好、可扩充性强、高效等特性,可以无缝扩展到其他平台。
在... |
| 【论文题纲】 |
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图目录 |
6-7 |
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表目录 |
7-8 |
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摘要 |
8-9 |
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ABSTRACT |
9-10 |
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第一章 绪论 |
10-16 |
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1.1 课题研究背景与意义 |
10-14 |
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1.1.1 无线传感器网络 |
10-11 |
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1.1.2 无线传感器网络的应用领域 |
11-14 |
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1.2 课题研究内容及成果 |
14-15 |
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1.3 论文组织与结构 |
15-16 |
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第二章 无线传感器网络及WINS 开发平台 |
16-29 |
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2.1 无线传感器网络概述 |
16-20 |
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2.1.1 无线传感器网络体系结构 |
16-17 |
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2.1.2 主要特点 |
17-18 |
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2.1.3 主要研究内容 |
18-20 |
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2.2 无线传感器节点及操作系统现状分析 |
20-24 |
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2.2.1 无线传感器节点及其发展 |
20-22 |
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2.2.2 无线传感器节点对应的操作系统 |
22-23 |
|
2.2.3 国内主流传感器节点的不足 |
23-24 |
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2.3 WINS 开发平台 |
24-28 |
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2.3.1 WINS 节点构成 |
24-27 |
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2.3.2 基于uc/OS-II 的改进型实时多任务内核 |
27-28 |
|
2.4 小结 |
28-29 |
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第三章 无线传感器网络协议栈GFPS 设计 |
29-38 |
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3.1 无线传感器网络通信协议栈的作用 |
29-32 |
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3.1.1 无线传感器网络对通信协议栈的需求 |
29-30 |
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3.1.2 无线传感器网络中的通信协议栈模型 |
30-31 |
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3.1.3 现有实用通信协议栈及其不足 |
31-32 |
|
3.2 新型可扩展通信协议栈——GFPS |
32-36 |
|
3.2.1 设计思想 |
32-33 |
|
3.2.2 体系结构与构成 |
33-36 |
|
3.3 小结 |
36-38 |
|
第四章 无线传感器网络MAC 协议——PMAC 的设计 |
38-54 |
|
4.1 概述 |
38-41 |
|
4.1.1 无线传感器网络对MAC 协议的要求 |
38-40 |
|
4.1.2 影响MAC 协议设计的主要因素 |
40-41 |
|
4.2 现有主流MAC 协议概述 |
41-44 |
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4.2.1 基于竞争的MAC 协议 |
41-42 |
|
4.2.2 基于TDMA 的MAC 协议 |
42-43 |
|
4.2.3 其他MAC 协议 |
43-44 |
|
4.2.4 小结 |
44 |
|
4.3 PMAC 协议的设计与实现 |
44-49 |
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4.3.1 无线传感器网络的特定应用对MAC 协议的需求 |
44-45 |
|
4.3.2 PMAC 协议设计的基本思路 |
45-46 |
|
4.3.3 PMAC 虚拟成簇机制 |
46 |
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4.3.4 PMAC 信道分配机制 |
46-47 |
|
4.3.5 PMAC 信道访问机制 |
47-49 |
|
4.4 PMAC 协议实验及结果分析 |
49-53 |
|
4.4.1 实验环境 |
49-50 |
|
4.4.2 实验结果及分析 |
50-53 |
|
4.5 小结 |
53-54 |
|
第五章 基于虚拟簇的实时路由协议CBRP |
54-67 |
|
5.1 概述 |
54-56 |
|
5.1.1 无线传感器网络对路由协议的特殊要求 |
54-55 |
|
5.1.2 无线传感器网络中路由协议的主要设计要求 |
55-56 |
|
5.2 现有主流路由协议概述 |
56-61 |
|
5.2.1 平面型路由协议 |
56-58 |
|
5.2.2 层次型路由协议 |
58-60 |
|
5.2.3 其他路由协议 |
60 |
|
5.2.4 路由协议小结 |
60-61 |
|
5.3 基于虚拟簇的实时路由协议CBRP |
61-64 |
|
5.3.1 应用场景 |
61 |
|
5.3.2 基本思想 |
61-63 |
|
5.3.3 路由协议机制 |
63-64 |
|
5.4 CBRP 路由协议模拟仿真与分析 |
64-66 |
|
5.4.1 模拟与仿真环境 |
64-65 |
|
5.4.2 实验结果及分析 |
65-66 |
|
5.5 小结 |
66-67 |
|
第六章 总结与展望 |
67-68 |
|
致谢 |
68-69 |
|
攻读硕士学位期间发表的论文 |
69-70 |
|
参考文献 |
70-72 |
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| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.385341 |
