无线传感器网络监控管理平台的设计与实现

来源 :北京交通大学 | 被引量 : 3次 | 上传用户:Linda_724
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作为物联网的重要组成部分,无线传感器网络在现代社会生活中发挥着越来越重要的作用。传感器网络低廉的成本和广阔的开发价值使其在工业信息化建设中越来越受到重视,并且得到越来越广泛的应用。但是传感器网络的应用也会面临一些问题。首先它是一种大规模的分布式网络,其次传感器网络常常部署于无人维护、条件恶劣的环境当中,因此对传感器网络的有效监管也成为无线传感器网络应用中一个非常重要的方面。结合上述课题背景,本文研究了无线传感器网络监控管理方面国内外的研究现状,对相关研究成果加以总结,概括其优缺点,从而确立了本平台的立足点,并结合无线传感器网络的特点提出了本课题研究所面临的挑战。本文完成了对无线传感器网络监管平台的功能需求分析。针对需求,将本平台结构设计成两大部分,分别是服务器端和传感器节点端。服务器端主要是方便用户利用图形化操作界面来实现传感数据的读取和传感器网络参数的配置工作,传感器节点端主要是完成向用户传送传感数据和对用户配置命令加以响应的工作。为了实现上述功能,本文自主定义了一套通信协议。该协议包含上行消息格式和下行消息格式两部分,用于完成节点端与服务器端之间的双向通信。因为本平台自主定义的通信协议携带了所有底层路由协议信息,所以该监控平台具有与底层路由协议独立的特点。另外本协议总共支持256种消息类型,但目前仅定义了十几种消息类型,所以本平台还具有良好的可扩展性。本文还对平台加以具体实现,服务器端采用JaVa语言编写,传感器节点端采用nesC语言编写。利用本平台可以实现传感数据的读取,实时数据曲线图的绘制,网络拓扑图的形成以及采样周期、休眠占空比等传感器网络参数的设定等功能。本文提出的传感器网络监管平台还能有效避免不同传感器同时发送消息时所引起的冲突,即“隐式同步”。这种“隐式同步”在传感器响应服务器端的配置请求时会经常发生。本文利用传感器节点ID这一变量,采用动态发送策略,有效避免了隐式同步的发生本文从功能和性能两个方面对平台的效果加以分析,验证了动态发送策略的科学性,同时也验证了网络参数对平台性能的影响。最后本文还阐述了平台在智慧地铁中的应用前景。
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