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面向铁路边坡监测的无线传感器网络技术研究
| 论文题名： | 面向铁路边坡监测的无线传感器网络技术研究 |
| 关键词： | 铁路边坡;安全监控系统;无线传感器网络;MAC协议;双簇头协议;安全运输 |
| 摘要： | 由于我国铁路的快速发展和山区地质灾害的频繁发生，需要对铺设在山区的铁路沿线部署更为安全监控系统，以防止滑坡和滚石等突发灾害对铁路的安全运输造成严重的破坏。 传感器技术的发展降低了传感器节点的成本，使得大规模部署变得廉价和可行，无线传感器网络的应用也变得更为广泛，为铁路沿线的边坡监测带来新思路。本文根据铁路边坡监测的实际需求选择不同种类的传感器节点，设计了由节点监控模块、网关模块和地面接收模块三部分组成的完整监控系统。通过模块的协同工作完成对山区铁路沿线滚石、滑坡等突发事件的监测，并能及时为工作人员发出报警信息。 为了使上述设计的系统能够提供更好的服务，文中分析了系统中各个模块的作用和面临的问题，指出减少节点监控模块中传感器节点能量的消耗是提升系统性能的关键，而设计能源有效的MAC协议又是无线传感器网络中减低节点能效消耗的有力途径。在分析节点监测模块中MAC协议的基础上，介绍并分析了适合本文所设计系统的LEACH协议和BMA协议。 在分析BMA协议不足的基础上，提出了基于能量表的双簇头MAC协议。双簇头MAC协议充分利用BMA协议优势，由簇头节点构建节点能量表，增加监听节点为辅助的簇头节点承担簇头节点的部分工作，在簇头节点的能量值下降到满足一定条件时，根据簇头节点更换策略做出更换并选择新的簇头节点。通过仿真实验的对比表明，双簇头协议具有BMA协议的低数据延迟，减少网络中节点的总能量消耗，并且能够增加网络中节点的存活率，延长整个网络的生命周期。 |
| 作者： | 左超 |
| 专业： | 计算机科学与技术 |
| 导师： | 张宁 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 北京交通大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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