基于物联网的机场噪声监测平台及组网研究

摘要

民航的快速发展对经济和社会发展发挥着巨大的推动作用，但是航空器噪声污染问题严重影响民航的可持续发展。物联网技术的应用与发展为机场噪声细粒度的监测提供了可能。随着民航强国战略的全面落实，开展基于物联网的机场噪声相关课题的研究具有非常重要的意义。本文研究基于物联网的机场噪声监测平台及感知层路由算法。
　　本文分析了已有的物联网体系架构，设计了一种适用于机场噪声监测系统的四层物联网体系架构，主要分为感知层，网络接入层，数据融合及安全层，应用层。本文设计的机场噪声监测平台是一个基础性平台。对短距离的无线通信方案进行分析和研究，最后选择ZigBee技术作为系统感知层的组网方案。
　　结合机场噪声监测平台下航空器噪声的数据特点，提出了一种基于ZigBee树型拓扑结构的多路径路由算法。算法通过引入邻居节点路由表和Hello消息机制，形成一条或者多条到达目的节点的传输路径，有效降低了数据的发送延时；引入可靠通信机制，算法综合考虑邻居节点的剩余能量和深度等信息，动态调整各路径上的数据量，提高了数据传输的可靠性。仿真结果表明改进后的路由算法不仅达到噪声监测平台所提出的低延时和高可靠的要求，还平衡了网络的负载，延长了网络的生存时间。
　　为了将感知层与后台服务器相连，本文还设计了一种物联网网关节点，主要负责数据的处理和传输。通过有线或者移动网络接入互联网，使用户能够通过网关节点与感知层进行数据通信。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

图表清单

注释表

缩略词

第一章 绪论

1.1 研究的背景与意义

1.2 物联网研究和发展现状

1.3 物联网技术应用前景

1.4 本文主要研究内容

1.5 论文章节安排

第二章 系统关键技术研究

2.1 物联网体系架构研究

2.2 系统总体方案研究与设计

2.3 系统感知层方案研究与设计

2.4 系统网络层接入方式

2.5 本章小结

第三章 ZigBee关键技术研究

3.1 ZigBee组网机制的研究

3.2 ZigBee地址分配

3.3 ZigBee路由算法的研究

3.4 其它路由算法

3.5 改进算法的提出

3.6 本章小结

第四章 基于ZigBee树型拓扑的多路径路由算法

4.1 单sink节点路由树的生成

4.2 邻居路由表的建立与更新

4.3 多路径路由算法

4.4 树型路径修复

4.5 可靠通信机制

4.6 本章小结

第五章 仿真与实验

5.1 仿真方案设计与结果

5.2 算法分析

5.3 ZigBee树型组网实验

5.4 本章小结

第六章 总结与展望

6.1 总结

6.2 展望

参考文献

致谢

在学期间的研究成果及发表的学术论文