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车联网环境下的无线传感器网络关键技术研究
| 论文题名： | 车联网环境下的无线传感器网络关键技术研究 |
| 关键词： | 车联网;无线传感器网络;链路质量;信道选择;车辆定位 |
| 摘要： | 经过十多年的发展，物联网的核心技术无线传感器网络已经形成了完善的理论体系和完整的产业链。随着全球范围内消费者对车辆的需求不断增加，以及相关技术和产业基础的逐渐完善，车联网技术在最近几年迅速发展起来。本文以IEEE802.15.4网络在车载移动环境下的测试与分析为切入点展开无线传感器网络在车联网环境下的关键应用技术研究。 本文首先对车联网环境下的IEEE802.15.4类型网络链路进行了系统测试，对测试数据的分析揭示了信道选择、设备位置、车速、遮挡情况对信道质量的影响规律。同时发现多普勒效应一定程度上影响了信号的质量，主要表现在误码率而不是信号强度上，而当设备靠近道路两侧的树木时会受到衍射信号的影响。最终证实了将IEEE802.15.4类型网络应用在车联网移动场景中的可行性。 为了深入研究移动车载环境对信号传播的影响，本文尝试对测试现场的道路环境进行信道建模。通过分析已有的信号传播理论和实际测试场景的特性，提出了一个基于三维坐标的IEEE802.15.4混合信道模型，给出了各种多径传播分量分布规律与模拟算法，得到的仿真结果与实测数据一致。 针对不同数据融合需求，本文分别提出基于改进多项式回归模型的数据融合算法、基于改进粒子群模型的动态特征识别算法和基于分簇的混合数据融合算法；针对网内定位问题提出了分布式动态迭代的多维标度定位算法。且均取得了较好的仿真结果。 结合以上几个关键技术的讨论，本文提出了一个适用于城市交通环境的无线传感器网络系统架构（WSN-UT）。在详细地分析了城市交通应用场景的特性后，给出了WSN-UT的设计目标。WSN-UT被设计为一个独立的配置与服务子系统和三个不同层次的子系统：单跳传感子系统、多跳中继和可靠传输子系统、应用和传送子系统。在已有的协议和算法基础上，为各个子系统提出了改进的协议框架和路由算法。通过对WSN-UT的编程模拟和数据仿真，证实了WSN-UT在城市交通应用场景中比现有的协议架构更具有优势。 |
| 作者： | 熊炜 |
| 专业： | 控制科学与工程 |
| 导师： | 汪秉文 |
| 授予学位： | 博士 |
| 授予学位单位： | 华中科技大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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