温湿度检测无线传感网的节能数据收集技术

【摘要】：近年来,节能已经成为国家发展战略中十分重要的内容。我国能源供应与经济社会发展的矛盾十分突出,建筑能耗非常突出,楼宇节能潜力巨大。因而,对楼宇的温湿度进行检测显得尤为必要。 目前,国内外信息传递的主要方式有:有线和无线两种。在有线方式中,其综合布线的工程量大、成本高,对既有建筑进行综合布线还存在诸如损坏外观等其它难以解决的问题。研究和实践表明:采用无线传感网技术的能耗检测是一种可行的方法。它适用于各种既有建筑和新建建筑,无线传感网的自组织能力使能耗检测实施快速、方便,无破坏性,应用市场潜力巨大。 本文研究基于无线传感网的温湿度检测系统中的关键问题——节能数据收集问题。目前一些节能数据收集算法(如基于最小生成树的收集算法)虽然降低了整个网络的能耗,但网络生存时间却也缩短了,这是因为在这些算法中某几个枢纽节点因承担了过多的数据分组转发任务导致电池能量过早耗竭而死亡。因此,本文综合考虑网络中节点间传输数据的能耗、节点自身的剩余能量、邻居节点的剩余能量、数据收集路径的跳数,利用最短路径树算法,通过引入两个权值函数,提出了基于能耗、剩余能量和跳数等因子的“比例权值收集算法”(Ratio-CEH)以及“和权值收集算法”(Sum-CEH)。详细阐述了这两种算法中参数的选择对网络生存时间以及能耗的影响,并与PEDAP、PEDAP-PA、LET等算法进行比较。仿真实验表明,通过调整本文所提出的Ratio-CEH与Sum-CEH算法的参数,我们可以延长网络生存时间,降低网络的时延,并使能耗经济有效。在一定的条件下,Ratio-CEH与Sum-CEH算法,比PEDAP、PEDAP-PA、LET算法更优。 本文所提出的算法可以延长网络生存时间,降低网络的时延,并将能耗维持在较低的水平,研究成果有一定的应用价值。 【关键词】：无线传感网 数据收集 节能 网络生存时间
【学位授予单位】：浙江工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：TN929.5;TP212.9
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 第1章 绪论9-15
• 1.1 课题研究背景及意义9-10
• 1.2 国内外研究概况和发展趋势10-13
• 1.3 本文的主要研究内容与创新之处13
• 1.4 论文组织结构安排13-15
• 第2章 温湿度数据收集技术概述15-32
• 2.1 温湿度参数采集15-18
• 2.2 数据收集技术要求及挑战18-20
• 2.3 数据收集路由概述20-29
• 2.3.1 基于树的信息汇集算法20-25
• 2.3.2 最小跳树MHT 算法25-27
• 2.3.3 PEDAP 和PEDAP-PA 路由算法27-29
• 2.3.4 LET 算法29
• 2.4 数据收集的能耗模型29-32
• 第3章 Ratio-CEH 与 Sum-CEH 节能数据收集算法32-53
• 3.1 优化生存时间的节能数据收集算法32-34
• 3.2 系统假设34-35
• 3.3 Ratio-CEH 与Sum-CEH 算法的实现35
• 3.4 仿真试验35-37
• 3.5 算法的参数研究37-50
• 3.5.1 Ratio-CEH 算法的参数研究37-47
• 3.5.2 Sum-CEH 算法的参数研究47-50
• 3.6 节能路由算法比较50-53
• 第4章 结论与展望53-55
• 4.1 论文工作的总结53
• 4.2 未来的展望53-55
• 参考文献55-58
• 致谢58-59
• 攻读学位期间主要科研成果59

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