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城市交通专用无线传感网络协议研究
| 论文题名： | 城市交通专用无线传感网络协议研究 |
| 关键词： | 城市交通;无线传感网络;ZigBee协议;多路侧节点;可靠车辆识别 |
| 摘要： | 无线传感网络由于其组网灵活、环境适应性强、低功耗、低成本等优点，成为智能交通系统感知网络的支撑技术。通信协议是无线传感网络的核心。本文针对无线传感网络协议标准众多、差异巨大的现状，结合城市交通应用场景的独特特点，研究城市交通专用无线传感网络协议，包括协议分析、评估和改进。 本文首先比较了主流无线通信协议技术的特点，从协议的传输可靠性、时延、对移动特性的支持等多个角度，分析各协议的适用性;然后基于ZigBee协议，针对典型的城市智能交通系统应用需求，本文提出一种基于多路侧节点(RSU)的可靠车辆识别方法和一种自适应通信速率控制机制。其中前者主要利用RSU密集布放的特点，通过改进协议的交互流程和优化时延参数的设置，实现车载节点(OBU)在较短的时间间隔内与多个RSU交互身份信息，从而提高识别率;后者则主要通过分析影响网络吞吐量和数据传输可靠性的因素，对通信数据速率进行自适应调整，实现对少车高速运动和多车低速运动这两个典型场景下通信性能的优化。最后，实验表明，本文提出的方法可以明显改善协议性能。 论文共6章，分述如下:第1章对课题研究的背景进行介绍，并对城市交通专用无线传感网络协议研究现状进行详细阐述。第2章对典型城市交通应用场景进行描述，并结合场景特点，通过理论分析与仿真的方法对主流无线传感网络协议技术进行研究比较。第3章介绍IEEE802.15.4协议规定的节点通过关联加入网络流程、信道扫描流程、CSMA-CA信道接入机制等，并结合城市交通环境特点，提出需要优化或者改进的问题。第4章详细讲述本文提出的基于多RSU实现的车辆快速可靠识别方法。通过识别方法的提出、新识别方法的通信交互流程的描述、识别算法阐述以及仿真和实验对新提出的识别方法的性能评估这几个方面来介绍。第5章详细介绍基于ZigBee的通信速率自适应机制。这里主要针对城市交通少车高速与多车低速两种典型场景，通过对CSMA-CA信道接入机制的分析，基于接入网络节点个数，动态调整数据传输速率，实现通信效率与可靠性的综合优化。第6章对全文进行总结，并对城市交通无线传感网络协议研究进行展望。 |
| 作者： | 白俊彦 |
| 专业： | 船舶与海洋工程 |
| 导师： | 瞿逢重 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 浙江大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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