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面向钢轨状态监测的WSN网关系统研究
| 论文题名： | 面向钢轨状态监测的WSN网关系统研究 |
| 关键词： | 钢轨监测;无线传感器网络;移动通信网络;网关系统;拥塞控制策略 |
| 摘要： | 随着移动通信和WSN网络的发展，钢轨状态也开始利用WSN网络进行监测，但是WSN网络通信距离有限，而移动通信GPRS网络恰好可以弥补这一不足。本文针对WSN网络的不足，结合移动通信网络，进行了面向钢轨状态监测的WSN网关系统研究。通过深入分析网关的工作环境，对网关系统进行了软硬件设计，并搭建实验平台对网关性能进行了测试。 本文选用接口丰富的32位ARM处理器作为主控芯片，设计了数据处理模块、通信模块和电源模块等组成的网关硬件平台。电源模块为数据处理模块和通信模块供电，利用通信模块中的GPRS模块、以太网模块和ZigBee模块，分别实现与GPRS网络、以太网和WSN网络间的通信，设计引入SD卡来存储节点采集的数据，以防止数据丢失。 为方便网关软件设计，搭建了基于嵌入式操作系统和文件系统的网关软件平台，在深入分析网关的应用需求基础上，提出网关系统通信方案，完成网关操作系统任务划分和软件具体设计。为减少GPRS网络拥塞，提出了自定义滑动窗机制和压缩算法相结合的拥塞控制机制，同时为增强网关软件的可维护性，提出一种适合网关的远程更新方案。 最后通过搭建的实验测试平台完成网关的性能测试，实验结果表明，本网关系统能瞬时传输较大数据量，并具有较高的可靠性，可以满足实际工程要求。电源模块供电测试结果表明，电源供电满足各模块的要求。文件系统性能测试结果表明，移植的文件系统稳定可靠，单次读写数据量为4KB时速度最快。拥塞控制测试结果表明，滑动窗窗口大小为7KB时，可以更好地利用网络带宽，并且加入拥塞控制策略可以减少网络拥塞，提高数据的实时性。 |
| 作者： | 王则陆 |
| 专业： | 测试计量技术及仪器 |
| 导师： | 金仁成 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连理工大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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