多接口轉(zhuǎn)換及WSN中的路由算法研究.pdf

1、隨著科技的發(fā)展,無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的研究越來(lái)越深入,無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用已經(jīng)與我們的生活密不可分。無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)是由大量靜止或者移動(dòng)的傳感器,以自組織和多跳的方式構(gòu)成的無(wú)線網(wǎng)絡(luò),以協(xié)作地感知、采集、處理和傳輸網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域內(nèi)被感知對(duì)象的信息,并最終把這些信息發(fā)送給網(wǎng)絡(luò)組織者。如今,無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)應(yīng)用到了醫(yī)療、家居、交通運(yùn)輸、養(yǎng)殖等領(lǐng)域。由于每個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)能量少,補(bǔ)充不方便,所以使得傳感器節(jié)點(diǎn)采集數(shù)據(jù)更加有效率、能耗均勻成為當(dāng)今研究的重點(diǎn)。

2、>　　本文主要從節(jié)點(diǎn)接口轉(zhuǎn)換和無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議算法兩個(gè)方面進(jìn)行了研究。文章首先介紹了選題的背景和意義,對(duì)節(jié)點(diǎn)串口和無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了概述,接著分析對(duì)比了一些典型的無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議算法,然后提出了一種多接口轉(zhuǎn)換方案和一種無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議算法改進(jìn)方案。該接口轉(zhuǎn)換方案主要研究多路串行數(shù)據(jù)同時(shí)接收/發(fā)送,然后匯合成一路串行數(shù)據(jù)發(fā)送/接收的多串口轉(zhuǎn)換技術(shù).使用Verilog語(yǔ)言在FPGA上面實(shí)現(xiàn)了該方案,分別設(shè)計(jì)了數(shù)據(jù)的接收模塊、發(fā)送

3、模塊、緩存模塊以及系統(tǒng)的分頻模塊、延遲模塊,實(shí)現(xiàn)了多路串行數(shù)據(jù)在通信速率互不影響的情況下合成一路高速串行數(shù)據(jù)收發(fā)的功能.通過(guò)Quartus II仿真和實(shí)驗(yàn)測(cè)試驗(yàn)證了該設(shè)計(jì)的可行性.在PC測(cè)試中,16路波特率為4800bps的串行數(shù)據(jù),可以以波特率為115200bps進(jìn)行聚合,各路數(shù)據(jù)速率無(wú)互相影響,且誤碼率為0.本設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)在于節(jié)約硬件開(kāi)支,達(dá)到串口多用的效果,適用于多路數(shù)據(jù)同時(shí)采集的實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)。該路由協(xié)議NEW算法,借鑒了BCDCP

4、路由協(xié)議的主導(dǎo)思想,在基站分簇時(shí),盡量讓簇的個(gè)數(shù)等于最優(yōu)簇頭數(shù);在簇頭選舉方面,不僅考慮到了傳感網(wǎng)絡(luò)的平均能量,而且考慮到了單個(gè)節(jié)點(diǎn)的剩余能量;在數(shù)據(jù)傳輸方面,利用多跳方法選擇最優(yōu)路徑。通過(guò)仿真結(jié)果表明,該算法在整體網(wǎng)絡(luò)的存活壽命上,相對(duì)于BCDCP提升了19％。
　　本文在最后將多接口轉(zhuǎn)換和NEW算法應(yīng)用在了水養(yǎng)殖環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)中來(lái)實(shí)際的測(cè)試其性能。結(jié)果顯示,多接口轉(zhuǎn)換技術(shù)在不改變數(shù)據(jù)傳輸波特率的情況下,能及時(shí)無(wú)誤的將多路數(shù)據(jù)融合