适用于温室环境监控的无线传感器网络关键技术研究

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1、分类号：510．5015密级：天津理工大学研究生学位论文适用于温室环境监控的无线传感器网络关键技术研究(申请工程硕士学位)工程领域：控制工程作者姓名：李强指导教师：岳有军余喜珍2014年1月ThesisSubmittedtoTianjinUniversityofTechnologyfortheMaster’SDegreeResearchonKeyIssuesofWirelessSensorNetworkUsinginGreenhouseEnvironmentMonitoringByLiQiangSupervi

2、sorYueYoujanYhXizhen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和取得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得天盗理工大望或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。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了谢意。学位论文作者签名：奇磊签字日期：20rq-年5月1日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解天连理工大鲎有关保留、使用学位论文的规定。特授权天津理工大鲎可以将

3、学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编，以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复本和电子文件。(保密的学位论文在解密后适用本授权说明)学位论文作者签名：骞双导师签名：励辱拿毒彳爹签字日期：压＼忻弓月1日签字日期：bc心年弓月7日摘要无线传感器网络是由大量部署在监测区域的无线传感器节点，以自组织的方式组成的网络，可以对监测区域内的数据进行采集和处理。温室作为现代化农业中重要的基础设施，对温室环境的监控，一直是研究热点，无线传感器网络在温室环境监

4、控方面的应用显示出了良好的发展前景。本文在温室环境监控的应用背景下，对无线传感器网络覆盖控制技术和节能技术两项关键技术进行深入研究，使其能够更加满足应用需求。本文首先介绍了研究背景、覆盖控制技术和节能技术的国内外研究现状、无线传感器网络相关知识以及其路由协议。其次研究无线传感器网络的覆盖控制技术，结合温室环境监控背景，采用基于矩阵的覆盖控制算法，在保证服务质量和覆盖性能的同时，通过休眠冗余节点，尽可能地减少工作节点数目。在MATLAB平台下对算法进行仿真，结果显示，本文采用的算法比普通圆周覆盖算法的覆盖性能优

5、越，并且更加节省网络能量。本文还在分析与研究LEACH分簇路由协议的基础上，利用跨层设计技术，采用非线性电池模型评估能耗，以调制指数为跨层共享参数，提出一种改进的跨层路由优化算法。在MATLAB仿真平台下，对算法进行分析比较，结果表明，相对于LEACH协议，本文的算法节能效果更好，延长了网络生命周期。关键词：温室无线传感器网络覆盖控制跨层节能优化ABSTRACTWirelesssensornetworks(WSNs)iscomposedofalargenumberofsensornodes，data—cent

6、ricself-organizingnetwork，itcanbeenvironment—aware，dataacquisitionandprocessing．Withtherapiddevelopmentofrelatedtechnologyandthematurityofsensornodesthatislow-cost，low-power,multifunctionalandtiny,SOwirelesssensornetworkshasbecomeanewresearchhotspot．Therefo

7、reWSNsisbeingdeployedforgreenhouseenvironmentmonitoring．Inthispaper,underthegreenhouseenvironmentmonitoringapplicationbackground，weresearchdeeplyoncoveragecontroltechnologyandenergy—savingtechnology,inordertoenablethemtomeettheapplicationneedsmore．Thispaper

8、firstintroducestheresearchbackground，researchstatusofkeytechnologiesinwirelesssensornetworks，wirelesssensornetworksandrelatedknowledgeandroutingprotocols．Thencovertheoverviewofwirelesssensornetworkcont