农业物联网异构感知网络QoS意识的路由协议研究
这是一篇关于农业物联网,异构,服务质量,路由协议,马尔可夫链,模糊逻辑的论文, 主要内容为农业物联网能为农田管理和农事作业提供远程监控能力,用户无需在田间现场就可以观察农作物及环境状况。然而,随着网络监控区域的扩大,农业物联网异构性增强等因素使得数据传输的网络服务质量(Quality of Service,QoS)保障面临严峻挑战。本文针对网络数据传输路径建立时存在的QoS需求,综合考虑多种路由控制指标,优化路径选取机制,改进路由协议设计,以提高网络传输性能,主要研究工作如下:(1)提出基于随机过程的节点能耗率预测模型。根据节点在网络中扮演角色的不同,基于半马尔可夫过程对节点状态变迁过程建模,在状态迁移过程基础上,设计节点能耗评价指标,提取出节点能量状态可用性、能量因子稳定性和能耗服务率三个指标。根据节点状态转移模型仅在离散时间序列上进行转移的特性,采用离散时间马尔可夫链对节点状态转移过程分析求解能耗指标,并选取典型参数对模型的节点能耗指标进行数值分析以得出性能变化趋势。(2)提出基于模糊逻辑的自适应路由协议。首先,对保障异构农业物联网QoS的需求进行分析,提出路由QoS意识的控制指标,并利用控制指标设计路由表和路由控制消息结构。其次,根据路由控制指标特性,对指标进行分类并设计模糊推理系统,将跳数和路径距离结合输出间隔,将路径链路质量和路径干扰结合输出通信质量,并针对间隔、通信质量、路径能耗率和路径异构度设计二级模糊推理系统,达到减少模糊规则数目及系统复杂性的目的。然后,在路由建立过程中,为让源节点有更多可选路径,目的节点针对来自不同节点的同一路由请求包会生成并发送不同的路由回复包,路由回复包记录相关路径信息,源节点在规定时间内缓存收到的多个路由回复包,利用模糊推理系统读取路由回复包中的信息,并计算相关路径质量,从而使源节点基于路径质量选择最优下一跳节点。最后,对所提路由协议工作过程中路由控制消息交换及更新操作进行总结,分析路由协议的复杂性、正确性、完整性和开销等四个方面。(3)实现基于模糊逻辑的自适应路由协议仿真系统。利用NS3对路由协议进行仿真对比试验,系统通过前后端交互的方式展示路由协议仿真结果,前端界面采用Thymleaf模块引擎和Sematic UI框架,系统后端使用Spring Boot框架对视图层、控制层和业务层等进行设计,并根据前端传递的命令参数动态执行不同NS3 Waf脚本文件。相比传统路由机制研究,本文提出的路由协议表现出更优越性能,具有更高的分组投递率和吞吐量,提高网络寿命的同时降低了端到端时延,可为农业物联网异构环境下的高效数据传输提供良好支撑。
农业物联网异构感知网络QoS意识的路由协议研究
这是一篇关于农业物联网,异构,服务质量,路由协议,马尔可夫链,模糊逻辑的论文, 主要内容为农业物联网能为农田管理和农事作业提供远程监控能力,用户无需在田间现场就可以观察农作物及环境状况。然而,随着网络监控区域的扩大,农业物联网异构性增强等因素使得数据传输的网络服务质量(Quality of Service,QoS)保障面临严峻挑战。本文针对网络数据传输路径建立时存在的QoS需求,综合考虑多种路由控制指标,优化路径选取机制,改进路由协议设计,以提高网络传输性能,主要研究工作如下:(1)提出基于随机过程的节点能耗率预测模型。根据节点在网络中扮演角色的不同,基于半马尔可夫过程对节点状态变迁过程建模,在状态迁移过程基础上,设计节点能耗评价指标,提取出节点能量状态可用性、能量因子稳定性和能耗服务率三个指标。根据节点状态转移模型仅在离散时间序列上进行转移的特性,采用离散时间马尔可夫链对节点状态转移过程分析求解能耗指标,并选取典型参数对模型的节点能耗指标进行数值分析以得出性能变化趋势。(2)提出基于模糊逻辑的自适应路由协议。首先,对保障异构农业物联网QoS的需求进行分析,提出路由QoS意识的控制指标,并利用控制指标设计路由表和路由控制消息结构。其次,根据路由控制指标特性,对指标进行分类并设计模糊推理系统,将跳数和路径距离结合输出间隔,将路径链路质量和路径干扰结合输出通信质量,并针对间隔、通信质量、路径能耗率和路径异构度设计二级模糊推理系统,达到减少模糊规则数目及系统复杂性的目的。然后,在路由建立过程中,为让源节点有更多可选路径,目的节点针对来自不同节点的同一路由请求包会生成并发送不同的路由回复包,路由回复包记录相关路径信息,源节点在规定时间内缓存收到的多个路由回复包,利用模糊推理系统读取路由回复包中的信息,并计算相关路径质量,从而使源节点基于路径质量选择最优下一跳节点。最后,对所提路由协议工作过程中路由控制消息交换及更新操作进行总结,分析路由协议的复杂性、正确性、完整性和开销等四个方面。(3)实现基于模糊逻辑的自适应路由协议仿真系统。利用NS3对路由协议进行仿真对比试验,系统通过前后端交互的方式展示路由协议仿真结果,前端界面采用Thymleaf模块引擎和Sematic UI框架,系统后端使用Spring Boot框架对视图层、控制层和业务层等进行设计,并根据前端传递的命令参数动态执行不同NS3 Waf脚本文件。相比传统路由机制研究,本文提出的路由协议表现出更优越性能,具有更高的分组投递率和吞吐量,提高网络寿命的同时降低了端到端时延,可为农业物联网异构环境下的高效数据传输提供良好支撑。
农业物联网异构感知网络QoS意识的路由协议研究
这是一篇关于农业物联网,异构,服务质量,路由协议,马尔可夫链,模糊逻辑的论文, 主要内容为农业物联网能为农田管理和农事作业提供远程监控能力,用户无需在田间现场就可以观察农作物及环境状况。然而,随着网络监控区域的扩大,农业物联网异构性增强等因素使得数据传输的网络服务质量(Quality of Service,QoS)保障面临严峻挑战。本文针对网络数据传输路径建立时存在的QoS需求,综合考虑多种路由控制指标,优化路径选取机制,改进路由协议设计,以提高网络传输性能,主要研究工作如下:(1)提出基于随机过程的节点能耗率预测模型。根据节点在网络中扮演角色的不同,基于半马尔可夫过程对节点状态变迁过程建模,在状态迁移过程基础上,设计节点能耗评价指标,提取出节点能量状态可用性、能量因子稳定性和能耗服务率三个指标。根据节点状态转移模型仅在离散时间序列上进行转移的特性,采用离散时间马尔可夫链对节点状态转移过程分析求解能耗指标,并选取典型参数对模型的节点能耗指标进行数值分析以得出性能变化趋势。(2)提出基于模糊逻辑的自适应路由协议。首先,对保障异构农业物联网QoS的需求进行分析,提出路由QoS意识的控制指标,并利用控制指标设计路由表和路由控制消息结构。其次,根据路由控制指标特性,对指标进行分类并设计模糊推理系统,将跳数和路径距离结合输出间隔,将路径链路质量和路径干扰结合输出通信质量,并针对间隔、通信质量、路径能耗率和路径异构度设计二级模糊推理系统,达到减少模糊规则数目及系统复杂性的目的。然后,在路由建立过程中,为让源节点有更多可选路径,目的节点针对来自不同节点的同一路由请求包会生成并发送不同的路由回复包,路由回复包记录相关路径信息,源节点在规定时间内缓存收到的多个路由回复包,利用模糊推理系统读取路由回复包中的信息,并计算相关路径质量,从而使源节点基于路径质量选择最优下一跳节点。最后,对所提路由协议工作过程中路由控制消息交换及更新操作进行总结,分析路由协议的复杂性、正确性、完整性和开销等四个方面。(3)实现基于模糊逻辑的自适应路由协议仿真系统。利用NS3对路由协议进行仿真对比试验,系统通过前后端交互的方式展示路由协议仿真结果,前端界面采用Thymleaf模块引擎和Sematic UI框架,系统后端使用Spring Boot框架对视图层、控制层和业务层等进行设计,并根据前端传递的命令参数动态执行不同NS3 Waf脚本文件。相比传统路由机制研究,本文提出的路由协议表现出更优越性能,具有更高的分组投递率和吞吐量,提高网络寿命的同时降低了端到端时延,可为农业物联网异构环境下的高效数据传输提供良好支撑。
无线多跳网络视频监控系统的设计与实现
这是一篇关于无线网络,MPEG4,视频监控,路由协议的论文, 主要内容为随着计算机技术和网络通信技术的发展,产生了众多新的行业和设计理念。无线通信网络已经被应用到社会的生产实践中。基于无线多跳网络的视频监控技术也日益受到人们的重视。传统的视频监控系统无法摆脱铺设传输线缆的束缚,在很多特殊场合都无能为力。无线多跳网络视频监控系统将很好的解决这一难题,为一些原始建筑的监控来了方便,避免了布线困难问题,减少了安全隐患。 基于无线多跳网络的视频监控系统的优势非常明显,不需铺设传输线、节约成本,而且架设简单。然而这种新系统也带来了诸多的技术难题,如何构建网络、传输数据和实现网络转换都是我们待需解决的问题。本文将针对这些问题设计出一个基于无线多跳网络的视频监控系统,该系统能够在没有人工干预的情况下实现自动组建网络并能够自行维护网络的运行感知网络的变化,在此基础上实现视频数据的传输,最后在远程的客户端进行显示。 无线多跳网络的路由协议是无线视频监控系统设计中的重中之重,直接关系到系统的性能。这里参考其他无线路由协议,融合了先应式路由协议和反应式路由协议的特点,针对无线视频监控系统的特殊性,设计了一种新的、适用于本方案的高效的路由协议,本文第三章重点介绍该路由协议的运行机制,并对该路由协议实现过程进行的详细的分析和说明,除此之外,文章中还涉及到网络视频数据传输协议的设计,本视频数据的传输协议主要与路由协议相结合,这样便于系统设计,有利于程序的开发。 对于无线多跳网络的视频监控系统的整体构建以及系统的实现来说,主要从硬件和软件两方面来表述。硬件设计上主要包括无线视频采集节点和网关节点,涉及到视频采集、无线通信、以太网接入和视频压缩的方案选择和设计。在软件设计上主要包括无线视频节点的软件设计、网关的软件设计和客户端程序的设计等,采用了一种事件队列响应的程序设计方式,利用linux操作系统提供的多线程编程机制来完成软件的设计。 系统最后实现了视频图像的远程监控,能够在客户端有针对性的显示被监控地点的图像信息,显示效果比较连贯清晰,并可以在不同的视频设备采集的图像之间切换。无线多跳网络的路由协议运行的情况良好,能够组网、维护网络并进行视频传输,可靠性非常高。
面向野生动物监测的无线传感器网络传输方法研究与实现
这是一篇关于无线传感器网络,野生动物监测,路由协议,AODV,NS-2的论文, 主要内容为在生态文明建设的今天,对野生动物资源进行科学有效的保护十分重要。随着无线传感器网络技术的不断发展,现如今开始广泛应用到农业、林业、环境监测等通用领域,其中野生动物监测是其应用的一个重要方向。本文针对无线传感器网络在野生动物监测中的应用需求,提出了一种适用于野生动物监测环境下数据传输的路由协议,并对实验室原有的监测节点硬件平台进行更新设计,主要研究内容如下:1.路由协议性能分析与仿真研究。本文以无线传感网络在野生动物监测中的应用需求为背景,按照路由发现策略的分类方式,对当前无线传感器网络的路由协议展开对比分析,并选取三种路由协议代表(DSDV、DSR和AODV)在NS-2仿真平台上进行仿真实验。最终,本文选择性能相对优良的AODV协议进行改进。2.路由协议算法改进。针对AODV协议现阶段在野生动物监测环境下的不足之处,本文在AODV协议的基础上提出了AODV-PFB协议。该协议在路由建立过程中依据当前节点剩余能量,概率性地转发RREQ请求消息,通过结合节点剩余能量和路由跳数的方式择优建立路径。同时还采用了备份路由机制,降低了路由发现过程中的泛洪能量损耗。通过NS-2仿真实验表明,AODV-PFB协议在平均时延、路由开销、节点平均能耗等方面均优于AODV协议。3.AODV-PFB协议嵌入式平台实现。本文使用C语言实现了基于n RF24L01无线收发模块的通信协议栈,完成无线收发模块驱动编写、数据链路层消息格式精简、网络层路由算法以及应用层数据重发功能的设计与实现。最终在测试板上进行了组网功能测试和数据传输测试,实现了AODV-PFB协议在嵌入式平台上的应用。4.系统评估测试与实地应用。本文在实验室原有监测节点硬件平台的基础上,完善了电源管理模块、外部存储扩展模块和PCB原理图的更新设计,并前往青海北山林场实地展开了丢包率和网络能耗方面的测试。实验结果和回传数据表明,系统硬件设备与路由协议配合运行良好,各项测试指标均满足实地应用需求。本文提出的面向野生动物监测的无线传感器网络传输方法,实现了青海北山林场监测环境下的实地应用,保障了野生动物图像数据的无线远程实时传输,为野生动物实时可视化监测提供了新思路和新方法。
农业物联网异构感知网络QoS意识的路由协议研究
这是一篇关于农业物联网,异构,服务质量,路由协议,马尔可夫链,模糊逻辑的论文, 主要内容为农业物联网能为农田管理和农事作业提供远程监控能力,用户无需在田间现场就可以观察农作物及环境状况。然而,随着网络监控区域的扩大,农业物联网异构性增强等因素使得数据传输的网络服务质量(Quality of Service,QoS)保障面临严峻挑战。本文针对网络数据传输路径建立时存在的QoS需求,综合考虑多种路由控制指标,优化路径选取机制,改进路由协议设计,以提高网络传输性能,主要研究工作如下:(1)提出基于随机过程的节点能耗率预测模型。根据节点在网络中扮演角色的不同,基于半马尔可夫过程对节点状态变迁过程建模,在状态迁移过程基础上,设计节点能耗评价指标,提取出节点能量状态可用性、能量因子稳定性和能耗服务率三个指标。根据节点状态转移模型仅在离散时间序列上进行转移的特性,采用离散时间马尔可夫链对节点状态转移过程分析求解能耗指标,并选取典型参数对模型的节点能耗指标进行数值分析以得出性能变化趋势。(2)提出基于模糊逻辑的自适应路由协议。首先,对保障异构农业物联网QoS的需求进行分析,提出路由QoS意识的控制指标,并利用控制指标设计路由表和路由控制消息结构。其次,根据路由控制指标特性,对指标进行分类并设计模糊推理系统,将跳数和路径距离结合输出间隔,将路径链路质量和路径干扰结合输出通信质量,并针对间隔、通信质量、路径能耗率和路径异构度设计二级模糊推理系统,达到减少模糊规则数目及系统复杂性的目的。然后,在路由建立过程中,为让源节点有更多可选路径,目的节点针对来自不同节点的同一路由请求包会生成并发送不同的路由回复包,路由回复包记录相关路径信息,源节点在规定时间内缓存收到的多个路由回复包,利用模糊推理系统读取路由回复包中的信息,并计算相关路径质量,从而使源节点基于路径质量选择最优下一跳节点。最后,对所提路由协议工作过程中路由控制消息交换及更新操作进行总结,分析路由协议的复杂性、正确性、完整性和开销等四个方面。(3)实现基于模糊逻辑的自适应路由协议仿真系统。利用NS3对路由协议进行仿真对比试验,系统通过前后端交互的方式展示路由协议仿真结果,前端界面采用Thymleaf模块引擎和Sematic UI框架,系统后端使用Spring Boot框架对视图层、控制层和业务层等进行设计,并根据前端传递的命令参数动态执行不同NS3 Waf脚本文件。相比传统路由机制研究,本文提出的路由协议表现出更优越性能,具有更高的分组投递率和吞吐量,提高网络寿命的同时降低了端到端时延,可为农业物联网异构环境下的高效数据传输提供良好支撑。
机场行李传送车计量管理系统的研究
这是一篇关于机场行李传送车计量管理,混合网络,路由协议,数据包,传感器数据采集,计量算法的论文, 主要内容为随着我国航空业的大力发展,飞机数量的不断增多,所需的行李传送车数量也越来越多,对该车辆的监控与管理也越来越大。目前,机场对行李传送车的管理模式依旧通过手动记录或手动签单完成。这种管理模式使得数据准确度低、实时性差、集成度不高,机场的人力成本高。为解决上述问题,对机场行李传送车计量管理系统进行研究。其研究内容如下:首先,针对机场行李传送车的计量管理的需求与特点,设计基于ZigBee-WLAN/Ethernet混合网络的机场行李传送车计量管理系统,并完成了该系统的总体设计、设备选型与硬件设计、软件流程设计。然后,针对本文所采用的ZigBee-WLAN/Ethernet混合网络,提出一种基于LEACH-M的改进路由协议以优化网络传输,并以此为基础算法,设计符合ZigBee协议的传输流程与数据包格式。最后,给出本文所研究内容的网络仿真测试、计量算法实现以及系统功能测试,并在B/S架构下完成服务器软件设计。测试结果表明,本系统的数据网络传输稳定,数据的丢包率较小,人机交互界面良好。本系统能准确采集行李传送车上的传感器信息,并稳定传输至地面监控中心,为航空公司与机场提供自动化、便捷、精确的计量管理方式,具有一定的实用性与参考价值。
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