基于数据压缩与拥塞控制的无线传感器网络网关研究.pdf

《基于数据压缩与拥塞控制的无线传感器网络网关研究.pdf》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、大遠嫂－大ＤＡＬＩＡＮＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ硕士芽位记文ＭＡＳＴＥＲＡＬＤＩＳＳＥＲＴＡＴＩＯＮ—基于数据压缩与拥塞控制的无线传感器网络网关研究学科专业精密仪器及机械＿＿＿作者姓名Ｍｌ指异教肺金仁成副教＿—２０１５年６月４曰答辩日期硕士学位论文基于数据压缩与拥塞控制的无线传感器网络网关研究ＴｈｅＲｅｓｅａｒｃｈｏｆＧａｔｅｗａｙｉｎＷＳＮＢａｓｅｄｏｎＤａｔａＣｏｍｒｅｓｓｉｏｎｐａｎｄＣｏｎｅｓｔｉｏｎＣｏｎｔｒｏｌｇ作者姓名：ＭＭ学

2、科、专业：精密仪器及机械学号：２１２０４１６８指导教师：金仁成完成日期：２０１５年５月夫沒理工大摩ＤａｌｉａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｙｇｙ大连理工大学学位论文独创性声明作者郑重声明：所呈交的学位论文是本人在导师的指导下进行研究，工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经注明引用内容和致谢的地方外，本论文不包含其他个人或集体已经发表的研究成果也不包含其他已申请，学位或其他用途使用过的成果一工作的。与我同同志对本研究所做的贡献均已在论文中做了明碑的说明并表示了谢意。若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任

3、。学位论文题目：ｆｅ？根Ｅ翁与部霞救务成禾雄ｉ袭务！ｇ１，作者签名：日期：Ｍ年／月日叶大连理工大学硕士学位论文摘要在当今的数字化社会中，无线传感器网络被广泛用于各行各业以及生活中，而对网络中庞大而复杂信息的管理以及如何可靠准确的传输一直是此领域中的研究重点。本文，结合移动通信网络以及ＴＣＰ／ＩＰ协议针对无线传感器网络监测系统中的数据特征，依照ＯＳＩ网络参考模型的思想，对网络中的网关节点在数据压缩和无线链路的拥塞控制方面进行了深入、层次化分析研宄，以解决无线传输过程中数据量庞大、传输性能优化等关键问题。一为实现无线传感

4、器网络中的数据处理及传输优化等功能，本文在硬件方面设计了－种集合ＺｉｇＢｅｅ模块、ＧＰＲＳ模块和ＷｉＦｉ模块三种无线通信方式的网关。其中ＺｉＢｅｅｇＳ－模块用来与传感器群进行局域网通信ｉＦｉｎｔｅｒｎｅｔ；ＧＰＲ模块与Ｗ模块使网关可以通过Ｉ与远端的监控中心通信。处理器选用当今流行的ＡＲＭ７处理器，并配有电源模块以保证网关各器件的稳定工作为解决嵌入式监测中心存储空间小、传输能力有限与数据量大之间的矛盾，本文设一计了种基于差量变长编码的数据压缩电路。通过对数据源的分析统计得出差量变长编码在实时性、复杂度、算法效率和适用场合方面都有不错的表现，所以用来作为

5、电路的算法模型。该电路可对实时数据进行有效无损压缩，从而达到减小数据量的目的，缓解处理器对数据处理的压力，降低链路拥塞的可能性。为解决经典ＴＣＰ／ＩＰ协议模型在无线链路中传输性能的劣势和缺陷，本文设计了基于丢包类型综合评判的拥塞控制算法。该算法利用熇权的思想，综合了单向传输延迟、链路可用带宽和无限误码率三种网络状态参数，对丢包原因进行综合评判，并使用合适的策略来控制拥塞一。此算法定程度上解决了传统ＴＣＰ／ＩＰ协议将无线误码丢包全部当作链路拥塞丢包处理而引起的低吞吐量的缺点。在本文的最后，利用ＱＵＡＲＴＯＳＩＩ和ＮＳ２仿真工具分别对数据压缩电

6、路和拥塞控制算法进行了仿真。仿真结果表明，基于变长编码的数据压缩电路可准确的对源数据进一行无损压缩。然后利用ＡＲＭ处理器搭建实验平台，进步的验证了该电路的实用性和可靠性。实验证明，该电路平均压缩率为５３．３％，平均压缩速率比使用相同算法的软件的压缩速率提高了３５２％。ＮＳ２网络仿真结果表明，基于综合评判丢包类型的ＷＳＮ拥塞控制算法在有高误码率的无线环境中有较高的吞吐量和网络利用率，提高了网络传输的可靠性。：网线传感器网络网关拥塞控制关键词；数据压缩数字集成电路；；；－Ｉ－基于数据压缩与拥塞控制的无线传感器网络网关研究ＴｈｅＲｅ

7、ｓｅａｒｃｈｏｆＧａｔｅｗａｙｉｎＷＳＮＢａｓｅｄｏｎＤａｔａＣｏｍｒｅｓｓｉｏｎａｎｄｐＣｏｎｅｓｔｉｏｎＣｏｎｔｒｏｌｇＡｂｓｔｒａｃｔＴｈｅＷｉｒｅｌｅｓｓＳｅｎｓｏｒＮｅｔｗｏｒｋｓ（ＷＳＮ）ｉｓｗｉｄｅｌｙｕｓｅｄｉｎｍａｎｙｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓａｎｄｏｕｒｄａｉｌｙｌｉｖｅｓｉｎｔｈｅｍｏｄｅｒｎｄｉｉｔａｌｓｏｃｉｅｔ．Ｔｏｍａｎａｅｔｈｅｈｕｅｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎａｎｄｔｏｔｒａｎｓｍｉｔｉｔｉｎｔｈｅ