高炉冷却水系统水温差监测的无线传感器网络应用

《高炉冷却水系统水温差监测的无线传感器网络应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、内蒙古科技大学硕士学位论文高炉冷却水系统水温差监测的无线传感器网络应用姓名：刘月峰申请学位级别：硕士专业：控制理论与控制工程指导教师：江杰20080508内蒙古科技大学硕士学位论文摘要传统用于环境监测等场合的无线传感器网络中传感器节点具有任意布局高密度自组织等特点但是当无线传感器网络应用于工业设备监测等场合时传感器节点的布局受限且分布不均匀其特点发生了变化本文以节点布局策略和MAC协议为重点研究了布局受限的无线传感器网络的关键技术和设计方法设计和构建了布局受限的无线传感器网络系统并进行了系统集成和应用的模拟实

2、验验证本文的主要研究内容和成果如下1针对无线传感器节点由于布局受限分布不均匀造成的无法自组织连通网络的情况提出了一种中继节点布局策略在保证网络生存周期的前提下实现了网络的连通并且利用数据分流策略和数据汇集策略减少了中继节点数目进而降低了系统的成本研究结果表明数据分流策略和数据汇集策略的综合实施显著减少了大量中继节点的数量2针对中继节点布局策略实施后形成的树状拓扑结构在分析无线传感器网络中引起能量损失和数据传输时延因素的基础上提出并实现了一种MAC协议HMACHMAC在数据采集树中采用了两级TDMA(TimeD

3、ivisionMultipleAccess)机制同一树枝节[1]点间的数据传输使用了类似DMAC中的交错调度机制研究结果表明HMAC有效减少能量损失和降低数据传输时延3针对HMAC协议的实现需求提出了一种时隙分配方法采用固定长度的调度包为节点分配连续时隙与任意分配时隙方法相比避免了由于需要分配时隙的节点增多导致调度包长度增加所带来的能量消耗另外针对该种方法有可能存在调度包丢失造成的时隙分配失败情况采用了一种侦听邻节点确定时隙的措施提高了时隙分配的可靠性4针对设备监测现场要求开发了无线传感器网络节点硬件设备设计

4、了包括驱动程序HMAC协议及应用程序的软件基于以上研究成果模拟实现了高炉冷却系统水温差在线监测系统实测结果表明监测结果准确通信可靠性达到实用要求关键词无线传感器网络MAC协议能量有效性-I-内蒙古科技大学硕士学位论文ApplicationofWirelessSensorNetworkmonitoringforwatertemperaturedifferenceinblastfurnacecoolingsystemAbstractWirelesssensornetworksappliedintraditiona

5、lenvironmentalmonitoringisfeaturedwithrandomplacementofsensornodes,high-density,self-organization.However,whenwirelesssensornetworksforindustrialequipmentmonitoring,itscharacteristicschanged:sensornodesplacementisconstrainedanddistributionisuneven.Thedisser

6、tationfocusonnodesplacementstrategyandMACprotocol,studieskeytechnologiesanddesignofwirelesssensornetworkwithplacementconstrains,designsandconstructsWirelesssensornetworkssystemwithplacementconstrains,implementsintegrationandapplicationinanindustrialenvironm

7、ent.Themaincontentsandresultsareasfollows:1)Becauseofwirelesssensornodeswithplacementconstraintsandunevendistributioncan'tself-organizenetworkconnectivity,proposedarelaynodeplacementstrategyunderthelifecycleofnetworktomakenetworkconnectivity,anduseddatastre

8、amingstrategyanddatagatheringstrategytoreducethenumberofnodes,thusreducedthecostofthesystem.Theresultsshowthatcomprehensiveimplementationofdatastreamingstrategyanddatagatheringstrategycanreducethenumbe