基于质量最优的实时汇聚传输协议研究

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1、分类号：密级：学校代码：学号：2009010994硕士研究生学位论文基于质量最优的实时汇聚传输协议研究AReal-TimeDataCollectionAndTransportProtocolBasedOnBestQuality许士学院所：软件学院导师姓名：余敏教授学科专业：管理科学与工程研究方向：无线传感器网络二○一二年六月独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料

2、。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：签字日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解江西师范大学研究生院有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权江西师范大学研究生院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、缩印或扫描等复制手段保存、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：导师签名：签字日期：年月日签字日期：年月日摘要无线传感器网络（WirelessS

3、ensorNetworks,WSN）是一个多学科交叉的新兴研究领域，它融合了传感器节点、微机电子系统、嵌入式及无线通信等众多领域的热门技术，具有非常广阔的应用前景。由于大多数无线传感器网络的应用都需要节点能准确地将监控区域内采集到的数据在尽可能短的时间里传输到数据中心，由数据中心进行数据的分析处理，并将结果提交给决策者。因此，数据传输的可靠性与实时性是无线传感器网络需要解决的关键问题。本文分析了无线传感器网络实际应用的需求与特点，研究了现有无线传感器网络传输协议的算法机制，在总结前人工作的基础上，利用跨层设计的思想，设计并实现了基于质量最优的实时数据

4、汇聚传输协议QR-CTP（Quality-basedandReal-timeCollectionTreeProtocol）。QR-CTP协议以数据的传输质量为前提，采用最小时间延迟调度算法，通过与链路层、网络层的跨层交互，提供了数据传输的可靠性与实时性保证，并进一步阐述了协议的路由控制机制。本文详细研究工作如下：（1）分析比较了现有无线传感器网络的传输协议及无线传感器网络中路由协议的特点与评估标准。（2）无线传感器网络传输协议的路由机制以及数据传输需求研究。（3）提出QR-CTP协议的设计思想，阐述QR-CTP协议的路由机制，设计QR-CTP协议的路

5、由算法，并给出QR-CTP的数据包结构及数据传输流程。（4）基于TinyOS平台，仿真实现QR-CTP路由协议，并对QR-CTP协议进行评估与分析。在TinyOS上对QR-CTP进行仿真实验。多个参照实验表明，QR-CTP可以满足网络传输质量的需求，并基本与CTP（CollectionTreeProtocol）的传输质量保持一致。在数据实时性方面，QR-CTP的平均传输时延比CTP的少，其实时性有了显著提高。关键词：无线传感器网络；路由协议；汇聚算法；可靠性；实时IAbstractSincewirelesssensornetwork(WSN)isan

6、emergingresearchareaofmulti-subjects,anditconvergesseveralhottechnologies,suchasthesensornodes,embeddedtechnology,wirelesscommunicationandMicro-Electro-MechanicalSystems(MEMS).Thewirelesssensornetworkhasavastapplicationprospect.Asdatabeingtransmittedfromthemonitorareatothesinkn

7、ode,itisrequiredreliabilityandreal-timelyguaranteeformanyapplicationsinwirelesssensornetwork,reliabilityandreal-timetransmissionhavebecomethekeyissuesinwirelesssensornetwork.Inthispaper,thedemandanduniquecharacteristicsoftherealapplicationsinWSNisanalyzed,andthekeyalgorithmicme

8、chanismofexistingtransportprotocolsinWSNisstudied.Base