无线传感器网络跨层优化时钟同步粮情测控系统论文

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1、跨层优化技术在传感器网络中的研究与应用【摘要】跨层设计是最近几年通信网络领域研究的热点之一。跨层设计是相对于传统的分层设计思想而言的。传统的分层设计思想在有线网络设计中的应用非常成功。但是在无线网络中,传统的分层设计思想有一定的局限性。例如网络层的多跳路由算法较少地考虑到物理层和链路层的影响,基于分层设计的协议栈无法对有限的无线资源和能量资源充分利用。在无线传感器网络中,系统分层相对简单,若能采用跨层设计思想,将系统看成一个整体来设计,会提升传感器网络的性能。跨层设计可将底层的信息通过有效途径反馈到上层,上层可以根据底层的信息做出相应决策,进而优化上层通讯协议

2、。跨层设计并非完全否定传统的分层设计理念,而是将网络各层的信息统一调度和共享,以更高效的方式分配和利用有限的资源。基于跨层设计思想的优化技术,在原有分层协议栈的基础上添加跨层模块,使相互独立的网络各层之间的信息有效沟通。美国芯科实验室在2010年正式推出EZMAC/EZHOP协议栈,这种协议栈主要规定了系统在媒体接入控制层的功能。本文对EZMAC协议栈进行了跨层优化。主要完成了以下改进工作：竞争与时分复用机制的融合、单一系统双波特率、自动选频机制、包头滤波器和信道错误计数器。... 更多还原【Abstract】Thecrosslayerdesignisoneo

3、fthehotresearchissuesinthefieldofcommunicationnetworkforthepastfewyears.Thetraditionalseparatelayerdesignmethoddidreallyagoodjobincablenetworks.Howeverinwirelesscommunicationithasagreatdealoflimitations.Forinstancethemultihoproutealgorithminnetworklayerhaslittleconsiderationsoftheim

4、pactfromthephysicalandmediaaccesscontrollayer;adequateutilizationtothelimitedwirelessandpowerresourcesarenotab... 更多还原【关键词】无线传感器网络；跨层优化；时钟同步；粮情测控系统；【Keywords】WirelessSensorNetwork；CrossLayerOptimization；TimeSynchronization；GrainMonitoringSystem；【索购全文】Q联系Q：Q联系Q:付费即发 目录摘要3-5ABSTRACT5-

5、6第一章绪论10-141.1研究背景101.2研究的意义和现状10-111.3主要工作和论文组织结构11-14第二章跨层优化技术原理14-182.1跨层优化方法分类14-162.1.1按信息传送的方向分类152.1.2按问题求解方法分类15-162.2传感器网络中的跨层优化技术16-172.2.1传感器网络中的跨层优化方案162.2.2传感器网络中跨层优化的应用16-172.3传感器网络跨层优化的驱导因素17-18第三章一种基于跨层优化技术的高效MAC协议的设计18-343.1IEEE802.15.418-203.2基于跨层优化技术的EZMAC协议栈20-28

6、3.2.1竞争和时分复用的融合机制20-223.2.2先听后说(ListenBeforeTalk,LBT)机制22-243.2.3波特率转换与自动选频机制24-263.2.4物理层包滤波器263.2.5低能耗机制26-283.2.6信道错误计数器283.3实验性能对比分析28-343.3.1跨层优化技术的优势效能28-303.3.2实验过程与结果分析30-34第四章一种基于跨层优化技术的时钟同步算法的研究与实现34-464.1基于后同步思想的随时同步机制344.2造成系统时间不同步的原因34-354.2.1晶体频率的不稳定性34-354.2.2传输时延的不确定

7、性354.3基于跨层优化技术的晶体偏移补偿机制35-434.3.1原理分析35-374.3.2物理层分析37-384.3.3跨层实现方法38-434.4测试方法与结果对比分析43-46第五章跨层优化技术在无线粮情测控系统中的应用46-725.1现有粮情测控系统概况465.2系统节点硬件设计46-535.2.1总体介绍46-485.2.2射频部分设计48-505.2.3传感器部分设计50-525.2.4管理节点的设计52-535.3系统协议栈软件的设计53-605.3.1系统网络拓扑结构53-555.3.2跨层优化的EZMAC协议栈移植到管理节点55-575.3

8、.3跨层优化的EZMAC协议栈移植到路