面向工业无线传感器网络应用的多信道调度算法研究

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1、分类号：TP212UDC：621．3密级：公开编号：2011130工学硕士学位论文面向工业无线传感器网络应用的多信道调度算法研究硕士研究生：姬鹏翔指导教师：高宏伟副教授、何玉庆副研究员学科、专业：控制理论与控制工程沈阳理工大学2013年12月分类号：TP212UDC：621．3密级：公开编号：2011130工学硕士学位论文面向工业无线传感器网络应用的多信道调度算法研究硕士研究生：指导教师：学位级别：学科、专业：所在单位：论文提交日期：论文答辩日期：学位授予单位：姬鹏翔高宏伟副教授、何玉庆副研究员工学硕士控制理论与控制工

2、程研究生学院2013年12月2014年3月沈阳理工大学ClassificationIndex：TP212U．D．C：621．3ADissertationfortheMasterDegreeofEngineeringResearchofMultichannelSchedulingAlgorithmforIndustrialApplicationinWirelessSensorNetworksCandidate：JiPengxiangSupervisor：Prof．GaoHongwei、Prof．HeYuqingAcade

3、micDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：Control砀eoryandControlEngineeringDateofSubmission：December,2013DateofExamination：March，2014University：ShenyangLigongUniversity沈阳理工大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：本论文的所有工作，是在导师的指导下，由作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文献的引用已在文中指出，并与参考文献相对应。

4、除文中己注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体己经公开发表的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均己在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者(签字)：吨旁l；I眨麴习日期：口W年硐，扩Et学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解沈阳理工大学有关保留、使用学位论文的规定，即：沈阳理工大学有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权沈阳理工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，可以采用影印、缩印或其它复制手

5、段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后适用本授权书)学位论文作者签名：茄蒯物亨日期：如l毕。乡．fL7指导教师签名：厕玉灰Et期：沙lv，专、fQ沈阳理工大学硕士学位论文摘要无线传感器网络是继因特网之后，将对二十一世纪人类生活方式产生重大影响的IT热点技术，工业是其重要的应用领域之一。工业无线网络技术是一种本世纪初新兴的，面向设备间信息交互的无线网络技术，适合在恶劣的工业现场环境下使用，是对现有无线技术在工业应用方向上的功能扩展和技术创新。它以其低成本、易使用、易维护等优点，具有广泛的应用前景，已成为降低工业测

6、控系统成本、扩展应用范畴的革命性技术。工业现场环境的复杂性等因素及现代工业的不断发展对工业无线网络的实时性和可靠性提出更加严苛的要求。传输调度是实现合理有效地利用无线通信资源，保障网络性能和满足工业应用需求的关键技术。信道状态的动态变化、拓扑结构和路由的改变等不确定性因素对传输调度方法提出了更高的自适应要求。种种因素限制了现有方法的应用，增加了问题分析和求解的难度。为此，本文在对工业无线传感器网络、无线传感器网络调度问题进行详细总结的基础上，通过分析无线传感器网络的拓扑结构的特点，从理论分析时隙数与信道数的下限值、传输

7、调度算法的设计与实现等方面对特殊拓扑结构下的工业无线传感器网络进行了研究，取得以下成果：1．概括和分析了工业无线传感器网络的概念、特点和技术需求，系统归纳了无线传感器网络中传输调度问题的特点、分类方法、研究现状，并指出了存在的问题和未来研究重点，着重阐述了多信道传输调度的特点。通过分析无线传感器网络拓扑结构的特点，论证了在特殊拓扑结构下对无线传感器网络调度算法研究和实现的必要性和可行性。2．针对工业无线传感器网络的实时通信要求，以WIA．PA网络为例，研究了网状．星型混合拓扑结构的无线传感器网络完成传输调度所需时隙数和

8、信道数的下限值。在此基础上，基于理论分析的下限值，提出了面向网状．星型混合拓扑结构网络的多信道传输调度算法，该算法一方面具有低复杂度的特点，易于在嵌入式平台上实现，另一方面解决了传统的传输调度算法在特殊拓扑结构下效率沈阳理工大学硕士学位论文低下、算法开销大的问题，具有较强针对性。3．针对网状．星型混合拓扑结构的网络结构复杂，实时性