面向居民楼天然气泄露无线监测的机会路由协议

摘要

近几年，天然气泄漏而引发的燃气爆炸事故频繁发生，造成严重的经济损失和大量的人员伤亡，社会影响恶劣。使用传感器网络可以实时监控天然气泄漏情况并及时报警，防忠于未然。本文针对此传感器网络系统研究低延迟的可靠传输路由协议。
　　大量实测数据表明，受到建筑结构和交叉技术串扰的影响，居民楼内无线链路丢包率较高，链路存在相关性，邻居节点较少。针对这种情况，提出了一种基于hop-tree的机会路由协议ROAP(ReliableOpportunistic Acquisition Protocol)。该协议采用机会转发的思想，对转发节点进行管理和选择，使得每个转发节点都有机会转发数据包，从而提高了在不可靠链路下传输的可靠性。转发节点根据其传输成本期望ETC(Expected Transmission Cost)进行优先级排序，具有高优先级的转发节点优先转发数据包，其中ETC的计算考虑了链路相关性以提高计算准确性。
　　从实验和仿真两个方面对ROAP进行了性能评价。在20个节点的实验床上进行了实验，验证了ROAP的所有功能。在TinyOS平台下进行了大规模网络节点的仿真。实验与仿真结果表明，与知名的收集树协议CTP，最短路协议SPR和定向洪泛协议FR相比，ROAP不仅满足了系统在低延迟和可靠性上的需求，而且对丢包具有很高的鲁棒性。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景

1．2 研究现状

1．3 主要研究内容

1．4 论文结构

第二章 基于机会转发的路由协议ROAP

2．1 系统需求分析

2．1．1 居民楼射频环境

2．1．2 链路相关性分析

2．2 Hop-Tree搭建

2．3 Hop-Tree的动态调整和维护

2．4 报警数据包的传输

2．5 机会路由协议ROAP

2．5．1 网络建模

2．5．2 报警信息的转发规则

2．5．3 节点ETC的理论计算

2．5．4 节点ETC在实际中的应用

2．5．5 机会路由协议

2．6 本章小结

第三章 性能评价

3．1 实验床搭建与性能分析

3．1．1 实验床硬件条件

3．1．2 实验拓扑

3．1．3 实验流程

3．1．4 实验结果与分析

3．2 Tossim仿真与性能分析

3．2．1 仿真拓扑

3．2．2 单发送节点

3．2．3 多发送节点固定发送位置

3．2．4 多发送节点随机发送位置

3．3 本章小结

第四章 总结与展望

4．1 全文总结

4．2 未来展望

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

致谢