基于TinyOS面向极端环境的无线传感器网络可靠性研究

发布时间：2016-12-21 09:45

  本文关键词：三峡库区地质灾害调查评价与监测预警新思维，由笔耕文化传播整理发布。

《重庆理工大学》 2014年

基于TinyOS面向极端环境的无线传感器网络可靠性研究

王元  

【摘要】：三峡库区蓄水后的极端雷暴天气严重制约着库区内的各种无线传感监测系统数据传输的可靠性，现有无线传感网络可靠性数据传输的研究主要集中在大规模密集型无线传感器网络中路由竞争、地理环境、节点能量对可靠性的影响。而监测系统在强电磁场和极端气候条件等复杂的现场环境常会导致网络出数据包丢失、误码或数据溢出等问题，从而出现可靠性下降的问题。 本文拟通过分析雷暴天气对无线传感网数据传输的溢出、误码、丢包等因素影响，首先以ZigbeX为实验平台，利用“1-wire”通信协议编写基于TinyOS的应用程序，保证节点在没有干扰情况下端到端的可靠传输。根据模拟雷暴天气和强电磁场干扰实验分析，无线传感器网络在干扰情况下存在较为严重的丢包、误码、延时等问题。 结合通信系统可靠性和编码理论，将压缩感知技术运用到对整个系统的性能具有重要影响的信道编码传输中，该方法通过对数据进行前端处理，即为每个编码数据添加序列号，，并根据无线信道情况动态调整序列号比特量大小，减小数据载荷。在编码方案中将改进的贝努利矩阵作为测量矩阵，有效的降低了数据的冗余度和错误率，从而保证数据传输在可靠性基础上实现了数据的最大效率传输。 实验结果表明溢出率、错误率在极端环境下都得到了很大改善。该方案不仅可以有效提高端到端数据传输的可靠性，而且通过压缩感知框架采样编码降低传输数据的冗余度提高了数据传输效率，其实用性和抗干扰能力较传统传输方法得到了有效改善。因此，该方法具有较大的应用价值和工程意义，其发展前景是良好的。

【关键词】：
【学位授予单位】：重庆理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TN929.5;TP212.9
【目录】：

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  本文关键词：三峡库区地质灾害调查评价与监测预警新思维，由笔耕文化传播整理发布。

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