车载无源无线传感器网络的设计与实现

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1、：学校代码：１０００４密级公开ＢＥＩＪＩＮＧＪＩＡＯＴＯＮＧＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ硕士学位论文车载无源无线传感器网络的设计与实现作者姓名羊威学科专业通信与信息系统指导教师高德云教授培养院系电子信息工程学院二零一八年三月．＇■：翻．—Ｍ８Ｉ；；｛交４乂讀硕士学位论文车载无源无线传感器网络的设计与实现ＤｅｓｉｎａｎｄＩｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎｏｆｇｒｅｖｅＮｆｒｈｉｃｌｅＷｉｌｅｓｓＰａｓｓｉＳｅｎｓｏｒｅｔｗｏｒｋｏＶｅ作者：羊威导师：高德云北京交通大学２０１８年

2、３月北京交通大学硕士学位论文学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解北京交通大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权北京交通大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，提供阅览服务，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。学校可以为存在馆际合作关系的兄弟高校用户提供文献传递服务和交换服务。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）４Ａ学位论文作者签名：导师签名：签字日期：名年月／Ａ日签字日期年＞月％日＞丨Ｓ学校代码：１０００

3、４密级：公开北京交通大学硕士学位论文车载无源无线传感器网络的设计与实现ＤｅｓｉｇｎａｎｄＩｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎｏｆＷｉｒｅｌｅｓｓＰａｓｓｉｖｅＳｅｎｓｏｒＮｅｔｗｏｒｋｆｏｒＶｅｈｉｃｌｅ５１２０１７１作者姓名：羊威学号：１：导师姓名：高德云职称教授学位类别：：工学学位级别硕士学科专业：通信与信息系统研宄方向：无线传感器网络北京交通大学２０１８年３月ｉ致谢本论文的工作是在我的导师高德云教授的悉心指导下完成的，高老师严谨的治学态度和科学的工作方法让我受益匪浅。另外

4、高老师对我的论文提出了许多宝贵的建议。，在此衷心感谢高老师对我的关心和指导非常荣幸能够在工业无线传感器网络项目组进行研究生阶段的学习，在杨冬。在与老老师和王洪超老师的悉心指导下，让我在研究生的期间取得了巨大的进步师的学习交流中不仅让我积累了许多宝贵的知识，而且锻炼了自己的科研工作能力。老师们对我生活上都给予了我很大的关心和帮助，在此向杨冬老师和王洪超老师表示衷心的感谢。，尤其是马在实验室工作及撰写论文期间，非常感谢各位同学和师兄弟的帮助剑、张宇阳、崔恩放、陈宏升、寸怡鹏、朱伟超等同学对我论文中的工作给予了热情地帮助。，在此向

5、他们表达我的感激之情另外非常感谢家人对我生活和学习上的支持和帮助，感谢辛勤工作的父母给我创造的学习条件，感谢家人给予我持续不断的科研学习动力和强大而安心的依靠。正是他们的理解和支持使我能够在学校专心完成我的学业。ｉｉｉ？摘要对轨道交通车辆核心部件进行检修是保证列车运行安全的重要措施。无线传感器网络功耗低、可靠性高、灵活性强的特点使其在车辆健康监测领域有着广泛的应用。但是目前多数无线传感器网络节点完全依赖外部电池供电，存在电池储能有限，更换电池成本高，废旧电池污染环境等问题。利用能量收集技术设计无源无线一传感器节点是种有效

6、的解决方案。现有多数无源无线传感器网络节点主要存在能量收集速率缓慢、能量转化率低、输出功率小等问题。这些问题导致节点能量有限且不稳定。此外，车厢中节点分布呈大跨度的长线型，节点通过多跳路由的方式组网将增加转发节点的能耗，加剧能耗分布不均的问题。这将导致部分无源节点负载过重，从而引发网络的瘫痪，严重影响网络的传输效率和稳定性。应用场景一种基于振动能量收，本文设计了针对上述问题，结合轨道交通车辆一集装置的车载无源无线传感器网络节点，并提出了种适用于无源无线传感器节点的分布式低功耗网络通信方案。轨道交通车辆应用场景下振动能源分布广泛且较稳

7、定。故本文采用基于电磁式振动能量采集器，设计了能够支持无线射频收发的异步能量收集电路，减小了振，为传感器节点提供了稳动频率等因素对设备性能的影响，提升了能量收集的速率定的电源。点分布广泛、组网困难的问题，设计了在通信方案设计方面，本文首先针对节基于互相独立的分布式子网的网络架构。子网采用简单的星型拓扑结构，实现了内一利用率。其次，，针对节点能量受限的问题部资源的统管理，提升系统整体能量本文采用了可控性更高、实时性更好的ＴＤＭＡ传输协议。再次，论文为车载无源传感器网络设计了网络超帧、时隙调度与数据报文，为节点任务设置不同的启动频一

8、、率以进步