物联网节能分簇路由与碰撞检测算法研究

【摘要】：物联网(Internet of Things)是将各种信息传感设备与互联网等IT技术相结合所形成的网络,目的是能够远程感知和控制所有物品,物联网以智能、快捷、方便的特点成为经济社会可持续发展的战略性新兴产业,世界各国都投入大量的人力和资金开展其关键技术的研究开发,力争占据经济技术的制高点。在物联网众多的关键技术中,准确、节能、高效的信息采集是智能控制的基础,论文主要从其中涉及的核心技术:RFID技术和无线传感器网络这两方面进行节能分簇路由协议和多标签碰撞算法的分析研究。文章主要内容如下: 在分析无线传感器网络LEACH协议的基础上进行算法改进,根据其能耗模型的特点,考虑节点当前剩余能量,通过控制网络内冗余节点休眠,采用中转节点转发较远节点的监测信息,以减少网络中的冗余节点个数和簇首的数据通信量。仿真结果表明,新算法能有效节约网络能量,平衡节点能耗,延长网络生存时间。 分析了RFID系统的二进制搜索算法及其扩展算法,并对返回式二进制算法进行改进,通过减少阅读器发送信息长度和标签回送信息长度的方法,缩短识别时间,提高识别效率。仿真结果表明,改进算法减少了通信数据量,能达到快速准确识别标签的目的。 将无线传感器网络和RFID这两项关键技术相结合,应用于智能停车场管理系统中,并对其中涉及的核心部分系统进行了软硬件的设计与实现。 【关键词】：物联网 无线传感器网络 节能 RFID技术 防冲突算法
【学位授予单位】：西安建筑科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：TN929.5;TP391.44
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-9
• 1 绪论9-15
• 1.1 本课题研究背景9-10
• 1.2 国内外物联网研究发展现状10-13
• 1.2.1 国外物联网研究发展现状10-11
• 1.2.2 国内物联网研究发展现状11-13
• 1.3 本课题研究目的和主要内容13-14
• 1.4 文章结构安排14-15
• 2 物联网的关键技术15-23
• 2.1 物联网技术概述15-16
• 2.2 无线传感网络技术16-18
• 2.2.1 路由协议问题16-17
• 2.2.2 能量问题研究17
• 2.2.3 安全问题17
• 2.2.4 同步技术17-18
• 2.3.5 服务质量18
• 2.3 射频识别技术18-21
• 2.3.1 工作频率选择18-19
• 2.3.2 RFID天线研究19
• 2.3.3 标签芯片19-20
• 2.3.4 防冲突技术研究20-21
• 2.3.5 安全与隐私问题21
• 2.4 物联网关键技术应用实例21-22
• 2.5 本章小结22-23
• 3 无线传感器网络节能路由算法研究23-35
• 3.1 路由分簇协议简介24-27
• 3.1.1 LEACH协议24-25
• 3.1.2 LEACH-B算法25-26
• 3.1.3 HEED协议26
• 3.1.4 PEGASIS协议26-27
• 3.2 一种节能分簇路由协议改进27-32
• 3.2.1 网络模型27
• 3.2.2 能量模型与分析27-28
• 3.2.3 改进算法描述28-32
• 3.3 仿真实验与结果分析32-34
• 3.3.1 仿真环境32-33
• 3.3.2 实验结果分析33-34
• 3.4 本章小结34-35
• 4 RFID系统多标签碰撞算法研究35-47
• 4.1 RFID系统多标签碰撞算法协议简介36-40
• 4.1.1 基本二进制搜索算法36-38
• 4.1.2 动态二进制搜索算法38-39
• 4.1.3 返回式二进制搜索算法39-40
• 4.2 一种返回式二进制搜索算法改进40-43
• 4.2.1 RFID系统通信模型40
• 4.2.2 改进算法描述40-43
• 4.3 仿真实验与特性分析43-45
• 4.3.1 数学分析43-44
• 4.3.2 实验结果与分析44-45
• 4.4 本章小结45-47
• 5 基于物联网技术的停车场系统设计47-60
• 5.1 停车场系统设计47-50
• 5.1.1 车辆出入控制系统48-50
• 5.1.2 安全监控系统50
• 5.2 系统硬件实现50-56
• 5.2.1 RFID识别系统硬件实现51-55
• 5.2.2 WSN节点硬件实现55-56
• 5.3 系统软件设计56-59
• 5.3.1 RFID系统软件设计56-58
• 5.3.2 无线传感器网络部分软件设计58-59
• 5.4 本章小结59-60
• 6 总结与展望60-62
• 6.1 总结60
• 6.2 展望60-62
• 致谢62-63
• 参考文献63-66
• 攻读学位期间发表的学术论文66

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