基于无线传感网中间件的远程监控系统的研究

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1、国内图书分类号：TP212学校代码：10213国际图书分类号：621.3密级：公开工学硕士学位论文基于无线传感网中间件的远程监控系统的研究(学术型)硕士研究生：李长江导师：任秉银教授申请学位：工学硕士学科：机械电子工程所在单位：机电工程学院答辩日期：2013年7月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TP212U.D.C:621.3DissertationfortheMaster’sDegreeinEngineeringSTUDYONWSN-MIDDLEWAREBASEDREMOTEMONIT

2、ORINGSYSTEM(Academic)Candidate:ChangjiangLiSupervisor:Prof.BingyinRenAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpecialty:MechatronicsEngineeringAffiliation:SchoolofMechatronicsDateofOralExamination:July,2013Degree-conferring-Institution:HarbinInstituteofTech

3、nology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要随着计算机网络技术的发展与进步，网络化监控系统已成为远程监控技术的一大趋势，同时科技的进步和人们生活水平的提高也推动了无线传感网的远程监控系统中的应用。然而，无线传感网监控系统应用中上尚存在一些有待解决的问题，例如：无线传感网底层设计的复杂性造成的上层应用的可扩展性和可移植性差，信息管理系统设计本身相对封闭而且可移植性差，无线传感网协议需要针对无线数据采集应用重新设计，等等。首先，在S3C2440微处理器的基础上移植了嵌入式Linux系统，并在该嵌入式Linux系统的基

4、础上移植了Boa服务器和Sqlite3数据库，实现了一个嵌入式Web服务器；针对CC2530片上系统，基于ZStack协议栈，搭建了了一个小型的用于温度采集的无线传感网；在分析无线传感网中间件设计方法的基础上，提出了一种基于簇模型的面向远程监控的无线传感网中间件的设计模型，并在嵌入式Web服务器和无线传感网上实现了该模型。其次，以民用煤气报警器状态的远程监控为例，在无线传感网中间件的基础上，使用SqlServer2005和J2EE技术，设计和实现了基于SSH整合框架的无线传感网信息管理系统。对无线传感网信息管理系统

5、进行需求分析，对系统的数据库、各功能的实现、各接口的关系以及SSH的整合过程进行了详细论述。测试表明，该系统可以进行较好的数据采集，并具有良好的扩展性、移植性、维护性，同时验证了该中间件的有效性。最后，对AODV协议的过程进行了分析，分析了AODV协议在用于数据采集时遇到的问题。针对AODV协议广播引起的能量消耗高而不均衡问题和单路径传输的特点，结合路由树以及远程监控的应用需求，设计出了一种多路径路由协议——MPRP协议；使用NS2对实现了该协议，并对该协议进行了仿真。对仿真结果的分析表明：该协议较AODV协议有一

6、定优势，适合远程监控类应用。关键词：远程监控；无线传感网中间件；嵌入式网关；SSH；多路径路由协议I哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractWiththeadvanceofcomputernetworktechnology，internet-basedmonitoringsystemhasbecomeatrendofremotemonitoringtechnology.Atthesametime，thedevelopmentofscienceandtechnologyandtheimprovementofpe

7、ople’slivingstardandshavespeeduptheapplicationofwirelesssensornetwork(WSN)inremotemonitoring.Sofar，internet-basedremotemonitoringsystemhasseensomeproblemstobesolvedinitsapplication.Forinstance,thelowexpandabilityandlowportabilityofWSNcausedbythedesigncomplicat

8、ionofthelowerlayer，theclosenessandlow-complexityofnetworkinformationmanagementsystem，andtheneedofredesigningWSNroutingprotocolwhenusedtopracticalapplication,etc.First，inthispaper，a