基于cps的智能建筑无线网络异构体系结构研究

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1、硕：ｔ学隹论文Ｉ辭ＣＰＳ纖能魏離醜欄醒结构研究＾１虹ｔｅｉｌｉｇｅｎｔｂｕｉｌｄｉｎｇｂａｓｅｄｏｎＣＰＳｈｅｔｅｒｏｇｅｎｅｏｕｓｗｉｒｅｌｅｓｓｎｅｔｗｏｒｋａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅｒｅｓｅａｒｃｈＩ■．．．．．．指导禱：马斌繼：、学科专业麵技术与自动化装置＾＾ａ＃Ｉ二Ｏ－五针二月ｌｕｌｌ：学校代码１５３分类号：１０ＵＤＣ：密级：公开硕±学位论文基于ＣＰＳ的智能建筑无线网络异构体系结构研究作者姓名：灌博文入学年份：２０１３年９

2、月指导教师：马斌教授学科专业：检测技术与自动化装置申请学位：工学硕±所在单位：信息与控制工程学院论文提交日期：２０１５年１１月论文答辩日期：２０１日年１２月学位授予日期：２０１６年１月答辩委员会主席：厉伟答辩委员会组成：厉伟李界家戴静片锦香韩忠华高恩阳林硕论文评阅人：李界家声明本人声明。，所呈交的学位论文最在导师的指导下独立完成的论文中取得的研究成果除加Ｌ义标注和致谢的地方外，不包含其它人氏经发亲或撰写过的研究成果，也不包括本人为获得其它学位而使用过的材料。与

3、我共同工作过的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示谢意。。／广、＇１日期：１学位论文版权使用授权书本学位论文作者和指导教师完全了解沈阳建筑大学有关保留、使用学位论文的规定；即学校有权保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权沈阳建筑大学（或其授权机构）可＾乂将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库并遁过网络提供检索、浏览。（如作者和导师同意论文交流，请在下方签名；否则视为不同意。）作者和导师同意上交流的时间为作者获得学位后：

4、＾不限、曰半年囚一年□一年半□两气□作者签名：＃ｌｉｋ削巾签日期：ｖＫ八日潮：硕士研究生学位论文摘要I摘要本课题主要研究建筑智能化环境下CPS概念、特点、信息监测、异构网络融合算法及处理方法，从而提高建筑环境CPS的整体性能分析与决策依据。本文先阐述了CPS的研究目的意义，根据CPS概念和特点为理论基础，构建建筑环境下信息物理融合系统的三层结构，在物理节点层实现建筑智能化的信息监测，在信息网络层优化异构网络的融合。针对建筑环境下布线复杂混乱的弊端，在CPS物理节点层中使用Zigbee技术来实现

5、建筑环境信息的监测，通过CC2430射频芯片和SHT11温湿度传感器设备采集建筑环境下温湿度信息。为确保系统实时性，对节点数与延迟的关系进行测试，确定传感器入网延时与最佳距离关系，证实在建筑环境下用Zigbee技术通信以满足建筑智能化日益发展的需求，实现建筑环境下的信息监测，促进信息世界与物理世界的融合。针对CPS中的异构性特点，研究多种异构网络的融合是CPS网络进一步发展的重要任务。在建筑环境下CPS中为满足用户需求，提高通信服务质量(QoS)，需要选择一个最佳接入网络，而最佳接入网络的选择受几个因素的影响。面对传统算法考

6、虑参数单一问题，本文提出一种利用层次分析，计算权重再进行加权平均计算决策的异构无线网络选择算法。通过仿真结果证明，利用改进的异构网络融合算法可以提高通网络吞吐量，提升服务质量。在CPS的信息网络层中，异构无线网络环境下进行网络选择过程中的频繁切换会有大量切换处理开销，降低服务质量。为此本文研究了一个改进的垂直切换算法可减少在异构无线网络环境下进行的垂直切换次数。首先将带宽、信号强度等判决参数进行归一化处理，用层次分析法计算权重，权重系统用于代价函数，再根据最小代价函数选择最佳网络。以无线局域网(WLAN)和移动通信系统(UM

7、TS)为例，进行仿真建模。仿真结果表明改进的垂直切换算法，在运行时间和不同移动速度的情况下，均能有效减少切换次数，选择最佳网络，提高服务质量。文章最后对工作进行总结，并对下一步管理服务层的研究工作做出展望。关键词：CPS；建筑智能化；Zigbee；异构网络融合；层次分析；代价函数硕士研究生学位论文AbstractIIIAbstractThemaintopicofintelligentbuildingenvironmentunderCPSconcept、features、informationmonitoring、hetero

8、geneousnetworkconvergencealgorithmsandprocessingmethods,therebyimprovingtheoverallperformanceofthebuiltenvironmentCPSanalysisanddecisionmaking.Th