gsm模块及其结合zigbee技术的应用

复旦大学硕士学位论文GSM模块及其结合Zigbee技术的应用姓名：侯静申请学位级别：硕士专业：电子与通信工程指导教师：陆起涌20070613GSM模块及其结合Zigbee技术的应用作者：侯静学位授予单位：复旦大学相似文献(10条)1.学位论文唐勇无线传感器网络路由与广播算法研究2007随着无线通信技术、计算机技术与微系统技术的发展，无线传感器网络引起了人们的广泛关注。无线传感器网络由具有传感、数据处理和短距离无线通信功能的传感器组成，在军事国防、环境监测、生物医疗以及商业应用等领域具有广阔的应用前景，是当前计算机网络领域一个极为重要的创新课题。路由算法与广播算法在无线传感器网络中有着重要而广泛的应用。在无线传感器网络中，路由协议负责在源节点和目的节点间传输数据，是无线传感器网络的重要组成部分。而无线传感器网络具有与传统网络不同的特点，因而众多传统网络的路由算法不能有效应用于无线传感器网络。广播在无线传感器网络中可用于传递控制信息、重要数据与报警信号等，同时也是建立路由的重要手段，甚至在极端条件下可以直接充当路由。广播可采用泛洪方式实现，泛洪虽然简单，但是存在冗余转发节点多、冲突与碰撞严重等问题，极为消耗能量与带宽等资源。路由算法与广播算法是无线传感器网络中的热点研究领域，研究人员正在努力研究适合无线传感器网络的相关算法。在对当前无线传感器网络路由算法与广播算法研究成果的系统学习和总结基础上，本文就无线传感器网络路由算法与广播算法展开了相关研究，主要的贡献与创新包括：(1)研究了当前无线传感器网络路由算法进展情况。由于无线传感器网络与应用高度相关，单一的路由算法不能满足各种应用需求，因而人们研究了众多的路由算法。本文分析与总结了当前较重要的无线传感器网络路由算法的分类方法、核心路由机制与特点，目的在于为无线传感器网络路Eh算法的进一步研究提供参考。(2)研究了当前无线传感器网络广播算法进展情况。在国内外相关文献中相继出现了许多各具特点的无线传感器网络广播算法，但总的说来还有很多需要深入研究的问题。由于尚未出现对这些算法进行全面综述的相关文献，为此，本文分析与总结了当前较重要的无线传感器网络广播算法，目的在于更好地理解算法的机理，特点与使用方法，为无线传感器网络广播算法的进一步研究提供参考。(3)提出了基于极大独立集构造最小连通支配集的算法MIsB。基于连通支配集的路由算法的关键在于构造连通支配集，较小的支配集不但有利于构造更优的路由，并且非支配节点在没有监测任务时，可进入休眠状态，从而极大的节约能量。本文提出了一种基于极大独立集构造最小连通支配集的算法MISB：首先基于图的局部拓扑信息，并利用贪心算法，使具有极大度的节点为独立点，构造出一个极大独立集；然后利用独立点作为锚点，利用分治的思想使用图的局部拓扑信息来连通极大独立集，从而构造出连通支配集。MISB算法能够得到较小的连通支配集，应用于无线传感器网络路由，能够大大节省宝贵的网络资源。(4)提出了最小化能量广播算法ERBOP。在节点发送功率可调节并同时保证所有节点都接收到广播的数据包的约束条件下，本文在RBOP算法的基础上提出了一种高效节能的最小化能量广播算法ERBOP。ERBOP算法的设计过程及仿真结果表明，ERBOP的性能明显优于RBOP。ERBOP算法可节约无线传感器网络的能量资源，能较好的适用于无线传感器网络的广播。(5)提出了基于聚簇的能量感知广播算法CBEA。从减少转发节点以节约能量、平衡通信量以平均消耗网络节点能量出发，本文提出了一种基于聚簇的能量感知广播算法CBEA。仿真实验表明，CBEA算法有效减少了冗余转发节点从而节约了网络能量，平衡了网络通信量从而平均消耗了网络节点能量，因此大大延长了网络生存时间。cBEA算法是一种性能优越的广播算法，能够较好的适用于无线传感器网络的广播。(6)提出了基于传输范围覆盖的广播算法TRCB。为更好的实现无线传感器网络广播，本文仅利用1跳邻节点信息提出了一种基于传输范围覆盖的广播算法TRCB。分析与仿真表明，TRCB有效减少了冗余转发节点，从而节约了无线传感器网络能量；利用1跳邻节点信息，具有通信开销小、适应网络拓扑变化的特点；并且其性能优于同样利用1跳邻节点信息的边缘转发算法EFB。2.学位论文董辉无线传感器网络中的信息处理研究2007无线传感器网络(WSN)是由大量无处不在的、具有无线通信与计算能力的微小传感器节点构成的自组织分布式网络系统，是能根据环境自主完成指定任务的智能系统：是继Internet网之后随着传感器技术、微机电技术、无线通信技术和分布式信息处理技术发展而发展起来的一种新兴信息获取技术，将改变人类认识自然及与自然界交互的方式。传感器网络是计算机科学技术的一个新的研究领域，具有十分广阔的应用前景，引起了学术界和工业界的高度重视。无线传感器网络是以信息处理为中心的系统。无线传感器网络主要用于从环境中收集监测对象信息，对其进行处理，并传送到服务中心或用户。任何基于传感器网络的应用系统都离不开信息的管理和处理技术。信息处理技术主要包括数据的压缩、融合、存储、查询、分析、挖掘、理解以及基于感知数据决策、行为的理论和技术。无线传感器网络信息处理的目的是在资源受限和能量最优的条件下管理传感器网络监测区域的感知信息，使用户如同使用通常的数据库管理系统和数据处理系统一样自如地在传感器网络上进行感知数据的管理和处理，而无需关心传感器网络实现的细节。但由于无线传感器网络节点数量众多，分布密集，拓扑结构复杂多变，每个节点的资源极其有限(包括计算、存储、通信能力)，给无线传感器网络的信息处理带来了严峻挑战，为此，必须采取简单、高效、可扩展性好的处理策略。到目前为止，感知数据管理和处理技术的研究还不多，还有大量的问题需要解决。本文对无线传感器网络中的感知数据(信息)管理和处理等相关热点问题进行了研究，为进一步的应用和研究打下基础。本文所作的主要工作如下：1)提出了一种新型的基于简化提升格式的分布式小波数据压缩算法。这种算法计算量很小，能有效消除无线传感器网络中各个节点间的信息冗余，大大节省了无线通信所消耗的能量，延长了网络寿命。2)针对无线传感器网络中环境监测时的图像采集，本文提出了一种分布式小波图像压缩算法。利用监测节点所采集的图像通常具有的变化少、相关性强等特点，引入了简单的变化检测算法和位置估计/补偿算法检测并压缩图像的活跃区域，消除各节点所采集的图像之间的信息冗余，从而节省通信能耗。3)利用小波分解系数的多分辨分析和由粗及精等特点，提出了一种基于小波框架的新型分布式存储和查询方法。它使所有节点所采集的数据经小波压缩后平均分布于各个节点之中，构成小波系数空间存储结构树。提高了存储效率，并支持时空两个方向的快速查询。4)针对无线链路通信质量不可靠的情况，研究了无线传感器网络中基于无线链路的信息决策融合的问题，提出了一种新的最优似然比(LR)规则。考虑到传感器网络的资源受限，对信噪比较高或较低的情况下又提出了两种简化的次优融合规则，最后讨论了同类传感器模型下的融合情况。5)通过对传统Apriori算法的改进，提出了一种节点关联规则挖掘方法来发现大量节点之间的有趣关联或相关联系，以此消除节点之间的信息冗余。这种方法可以帮助用户对数据进行有效的融合、分类、查询、分析、理解和决策；减少信息处理中通信和计算所消耗的能量。最后总结全文，指出有待于进一步研究的课题和今后的重点工作。3.期刊论文采煤工作面无线传感器网络的无线通信信道建模-传感技术学报2010,23(5)采煤工作面无线传感器网络有助于采煤工作面环境监测与采矿设备的自动化控制,而无线通信是影响采煤工作面无线传感器网络工作性能的关键因素.本文首先提出采煤工作面无线传感器网络系统结构图.其次分析采煤工作面煤岩层结构、机器噪声等因素对井下无线通信损耗的影响,建立了采煤工作面的无线通信信道模型.最后对模型进行仿真分析,并与实测数据相比较,结果表明,所建立的无线通信信道模型与实测数据有较好的匹配,为构建采煤工作面无线传感器网络奠定了基础.4.学位论文余勇昌无线传感器网络中能量有效的路由算法研究2008微机电技术、传感器技术和无线通信技术的进步,推动了低功耗多功能的传感器的快速发展,使其在微小体积内便能够集成信息采集、数据处理和无线通信等功能。无线传感器网络就是由大量部署在监测区域内的这类传感器节点组成,通过无线通信的方式形成一个多跳的自组织网络系统,从而协作地感知、采集和处理网络覆盖区域的监测信息,并发送给观测者。目前,无线传感器的许多相关技术仍然处于探索阶段,比如：能源管理、协议设计、数据传输安全性和可靠性、服务质量等问题。只有有效地解决所面临的这些问题,无线传感器网络才能有机会真正应用到军事、医疗、商业、教育、环境等领域,发挥其潜在的巨大价值。以采集数据为目标的无线传感器网络中,节点大多靠电池供电,能量十分有限,因此,设计能量高效的路由算法对于无线传感器网络实用化具有非常重要的意义。本文围绕能量高效路由算法这一主题,作了一些有益的尝试,主要工作涉及以下5个方面：(1)阐述了无线传感器网络路由算法的设计目标及其面临的问题和挑战,并对网络层节省能量的方法及其影响因素进行了分析。对现有的一些传感器网络路由算法进行了分类总结,综述了它们的优缺点及其性能问题,最后总结了理想路由算法应该具有的特点以及路由算法未来的研究策略和发展趋势。(2)通过分析典型的基于链状结构的PEGASIS算法,发现虽然PEGASIS算法在能耗方面比LEACH算法优越,但PEGASIS算法仍然存在着三大不足：一是链的生成算法容易导致相邻节点间产生长链；二是链头节点选取方法容易导致节点间能量消耗分布不均匀；三是每一轮通信结束后都重新选取链头节点,从而增加了通信开销。针对PEGASIS的不足,本文提出了一种称为EEPB的改进算法,EEPB算法通过在建链过程中引入距离门限避免相邻节点间产生长链；通过优先选取剩余能量多、距离基站近的节点担任链头节点来均衡节点间的能量消耗；通过降低链头节点的重选频率来减少通信开销。分析和仿真结果表明,相对经典PEGASIS算法,改进后的算法不但没有增加复杂性,而且在平衡节点能耗和延长网络寿命方面具有更优越的性能。(3)在上述的改进PEGASIS建链方法的基础上,提出了一种基于双层链结构并由基站集中控制的负载均衡、能量有效的路由算法-LBEERA。此算法充分利用了簇状路由算法和链状路由算法的优点。另外由于通过高能量的基站完成诸多的任务,比如簇的建立、分层链的形成、链头节点和超级链头节点的选举、TDMA机制的产生等。LBEERA算法将传感区域划分为若干个簇,每个簇形成一条低层链,每个低层链的链头节点形成一条高层链。分析和仿真结果表明,LBEERA算法相比LEACH算法和PEGASIS算法在能量有效性和能耗均衡方面具有更优越的性能,相对PEGASIS算法,LBEERA算法也减少了包的传输时延。(4)无线传感器网络所具有的集中式数据收集、多跳数据传输、多对一流量模式容易导致严重的包碰撞、网络拥塞、包丢失,同样也会导致能量消耗的热点出现,使某些节点甚至整个网络过早死亡。针对上述问题,提出了一种能耗均衡的路由算法,并通过数学分析的方法验证了节点间能耗的差异。能耗均衡算法按节点离基站的距离进行分层,根据中间节点的能量参数和通信开销建立到基站的多径路由,在数据收集过程中除了利用具有最小能耗的最优路径外还偶尔使用一些次优路径；为进一步减少节点能耗,算法还采用了数据聚合机制。分析和仿真结果表明,算法在很大程度上均衡了节点间能耗并延长了网络寿命。(5)针对区域监测这种应用,提出了一种能量有效的路由算法,此算法在被监测区域内根据源节点的能量参数以及到基站的跳数选取汇聚节点,并且在汇聚节点和基站之间建立多路径路由,根据每条路径的能量情况和通信开销选择其中一条路径进行数据传输。此路由算法不仅利用能耗最优路径还偶尔利用能耗次优路径传输数据。分析和仿真结果表明,提出的算法不仅节省了能耗而且还减少了数据传输时延,适用于