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带状无线传感器网络若干技术研究的开题报告 一、研究背景与意义 随着物联网技术的不断发展,无线传感器网络(WirelessSensorNetwork,简称WSN)应用越来越广泛。然而,传统WSN一般是平面或三维分布式部署的,其节点分布随机性较大,节点数量也比较多。这种网络的传输距离较短,会受到传播介质、多径效应、信号衰减等影响,限制了其应用的范围和能力。 带状无线传感器网络(StripWirelessSensorNetwork,简称SWSN)是一种新型网络拓扑结构,它最初被提出用于矿井勘探,后来逐渐应用于其他领域。SWSN的节点按照一定的规律分布在一条带状区域内,在带状区域内的通信距离较长,可以扩大传输范围,提高网络覆盖率和传输质量。此外,SWSN还有其他的优势,例如易于部署、能够减少传输功耗、增加传输带宽等。因此,SWSN在军事、环境监测、智能家居等领域有着广泛的应用前景。 本研究旨在深入探究SWSN中存在的技术瓶颈和挑战,通过对SWSN建模、协议设计、能量管理等方面的研究,进一步提高SWSN的性能和可靠性,推进SWSN的应用和发展。 二、研究内容 1.建立SWSN模型,分析网络拓扑结构、节点间通信距离等参数对SWSN性能的影响,探索SWSN的优化设计方案。 2.研究SWSN的路由协议,结合SWSN的特点,设计一种适用于SWSN的路由协议,提高网络效率和性能。 3.研究SWSN中节点的能量管理问题,包括能量平衡、能量保存、能量收集等方面,提出一种高效的能量管理方案,延长SWSN的生命周期。 4.研究SWSN中的数据传输和数据处理问题,提高数据传输质量和数据处理性能。 五、研究方法 本研究采用理论模型分析与仿真实验相结合的方法,建立SWSN模型和网络性能评估模型,并通过NS-3等仿真工具进行性能分析与验证。 六、预期成果 1.建立完整的SWSN网络模型,探索SWSN的优化设计方案,提高SWSN的网络效率和性能。 2.提出一种适用于SWSN的路由协议,以及一种高效的能量管理方案,延长SWSN的生命周期。 3.研究SWSN中的数据传输和数据处理问题,提高数据传输质量和数据处理性能。 4.发表学术论文1至2篇,参加国内外学术会议1至2次。 七、研究进度计划 第一年: 1.研究SWSN拓扑结构和网络性能参数建模,进行网络性能和分布分析; 2.研究SWSN路由协议,设计一种适应SWSN的路由协议; 3.论文撰写。 第二年: 1.研究SWSN中节点的能量管理问题,设计一种高效的能量管理方案; 2.研究SWSN中数据传输和数据处理问题,提高数据传输质量和数据处理性能; 3.论文撰写。 第三年: 1.完善SWSN模型和协议设计及能量管理方案的研究; 2.NS-3仿真实验与性能分析; 3.论文撰写。 八、参考文献 1.HuangShuai,ChenWei,ResearchonaStrip-basedWirelessSensorNetworkTechnology,JournalofCommunicationandComputer,2013. 2.ZhangChangWen,ZhaoLu,Researchondataaggregationinstripwirelesssensornetworks,JournalofInformationEngineeringUniversity,2009. 3.YangHongjun,JiangXiaohua,ResearchonLocalEnergyControlStrategyforWirelessSensorNetworksBasedonAnalyticalModel,JournalofComputerResearchandDevelopment,2012. 4.YeFangmin,ChenLei,Researchanddesignofenergy-efficientanddynamicroutingprotocolinwirelesssensornetworks,JournalofInformationEngineeringUniversity,2013.