面向远程抄表的无线传感器网络技术研究
Research of Technologies of WSN Applied in ARM
【中文摘要】 无线传感器网络是一种无基础设施的无线网络,综合了传感器技术、嵌入式计算技术、分布式信息处理技术和无线通信技术。该技术现已成为国内外远程抄表系统中解决监控点地域广、设备布局分散等问题的主流技术。本文根据远程抄表所需的无线传感器网络环境特点,设计了无线传感器网络的体系结构,对其时间同步、拓扑控制、路由、网络管理等关键技术进行了详细研究和相应改进,并对这些技术进行了仿真。结果表明本文的时间同步协议能够达到较好的同步效果,拓扑路由协议有较大的吞吐量和较小的时间延迟,同时对网络拥塞有一定的控制作用,为远程抄表提供了较好的服务质量。
【英文摘要】 Wireless sensor network is a wireless network without infrastructure, which ingrates sensor technology, embedded compute technology, distributed information processing technology and wireless communications technology. It is becoming the mainstream technology that solves problem such as wide area monitoring, equipment scatter layout and so on in automatic wireless meter reading (AMR).According to the characteristics of wireless sensor network that AMR needs, this paper designed the architecture, researched and improved some key technologies including time synchronization, topology control, routing, network management etc. of wireless sensor network, and simulated these technologies. The result show that the time synchronization protocol could achieve the desired effect, the topology and routing protocol had greater throughput , small time delay and could prevent and control network congestion, which could ensure the requirement of QoS in ARM.
【中文关键词】 无线传感器网络; 时间同步; 拓扑控制; 路由; 网络管理
【英文关键词】 wireless sensor network; time synchronization; topology control; routing; network management
面向远程抄表的无线传感器网络技术研究
中文摘要 4
英文摘要 4
第一章 引言 7-15
1.1 研究背景及意义 7-8
1.2 国内外研究现状 8-14
1.2.1 无线传感器网络研究现状 8-12
1.2.1.1 无线传感器网络协议标准 8
1.2.1.2 无线传感器网络的体系结构 8-10
1.2.1.3 无线传感网络的特点 10-12
1.2.2 远程抄表通信研究动态 12-14
1.2.2.1 远程抄表上层通信方案 12-13
1.2.2.2 远程抄表下层通信方案 13-14
1.2 本文工作 14
1.3 章节安排 14-15
第二章 无线传感器网络关键技术研究 15-33
2.1 时间同步技术 15-20
2.1.1 时间同步相关研究 15-16
2.1.2 典型的同步协议 16-20
2.2 拓扑技术 20-23
2.2.1 功率控制算法 20-21
2.2.2 层次拓扑结构控制算法 21-22
2.2.3 启发机制 22-23
2.3 路由技术 23-28
2.3.1 路由协议的分类 23-24
2.3.2 典型路由 24-28
2.4 网络管理技术 28-31
2.5 其他技术 31-33
第三章 应用于远程抄表的无线传感网络设计 33-46
3.1 体系结构设计 33
3.2 时间同步设计 33-36
3.2.1 需求分析 33-34
3.2.2 广度优先树的生成 34
3.2.3 同步算法 34-36
3.3 拓扑路由设计 36-40
3.3.1 拓扑控制算法设计 36-37
3.3.2 远程自动抄表的路由要求 37
3.3.3 QRLSR 算法设计 37-40
3.3.3.1 QRLSR 算法的基本思想 37
3.3.3.2 QoS 度量设计 37-38
3.3.3.3 QRLSR 算法设计 38-40
3.4 网络管理设计 40-46
3.4.1 逻辑管理层 41
3.4.2 管理功能层 41-43
3.4.2.1 配置管理 41-42
3.4.2.2 资源管理 42-43
3.4.2.3 故障管理 43
3.4.3 WSN 管理层 43-46
3.4.3.1 数据管理 43-44
3.4.3.2 通信管理 44-45
3.4.3.3 维护管理 45-46
第四章 仿真及分析 46-52
4.1 仿真参数的选择 46-48
4.2 仿真结果分析 48-52
第五章 结论 52-53
参考文献 53-58
致谢 58-59
