精品无码久久久久久国产←,欧美91射综合,全国中文字幕亚洲网站,欧洲性爱一区二区

針對固定Sink無線傳感網(wǎng)絡(luò)在野外生態(tài)、災(zāi)難監(jiān)測等應(yīng)用中出現(xiàn)Sink節(jié)點(diǎn)部署困難，主干網(wǎng)節(jié)點(diǎn)與感知節(jié)點(diǎn)能耗不均衡，感知區(qū)域之間不連通等問題，本作品在四旋翼飛行器的基礎(chǔ)上增加自主飛行控制模塊、IEEE802.15.4無線通信模塊、后臺(tái)控制監(jiān)測模塊形成移動(dòng)Sink數(shù)據(jù)收集平臺(tái)。

鄱陽湖是我國最大的淡水湖。國務(wù)院于2009年12月12日正式批復(fù)《鄱陽湖生態(tài)經(jīng)濟(jì)區(qū)規(guī)劃》，建設(shè)鄱陽湖生態(tài)經(jīng)濟(jì)區(qū)正式上升為國家戰(zhàn)略，監(jiān)測、保護(hù)鄱陽湖生態(tài)是非常重要的課題之一。目前鄱陽湖的生態(tài)監(jiān)測工作正在嘗試使用無線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。
無線傳感網(wǎng)絡(luò)( Wireless Sensor Network, WSN) 綜合了傳感器、嵌入式計(jì)算、現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)及無線通信、分布式信息處理等技術(shù), 可以使人們在任何時(shí)間、地點(diǎn)和任何環(huán)境下獲取大量詳實(shí)可靠的信息, 從而真正實(shí)現(xiàn)“無處不在”的計(jì)算理念。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)通常是一個(gè)由傳感器節(jié)點(diǎn)（sensor node）、匯聚節(jié)點(diǎn)(Sink node)和管理節(jié)點(diǎn)（management node）構(gòu)成的三級網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。一般而言,傳感器網(wǎng)絡(luò)的目的為收集與向外界傳輸數(shù)據(jù),在傳感器網(wǎng)絡(luò)中,這種角色節(jié)點(diǎn)被稱為數(shù)據(jù)匯聚節(jié)點(diǎn)。在實(shí)際應(yīng)用中，一個(gè)完整的無線傳感網(wǎng)絡(luò)常常被劃分為多個(gè)小的網(wǎng)絡(luò)（子網(wǎng)），各個(gè)子網(wǎng)之間由匯聚節(jié)點(diǎn)（Sink節(jié)點(diǎn)）組成主干網(wǎng)絡(luò)彼此連接，網(wǎng)絡(luò)中的監(jiān)測數(shù)據(jù)通過Sink節(jié)點(diǎn)傳回基站或因特網(wǎng)。
固定部署的Sink節(jié)點(diǎn)相較于移動(dòng)Sink存在以下問題：①受到能源、地理?xiàng)l件等因素的制約或者在戰(zhàn)爭或?yàn)?zāi)難發(fā)生情況下，Sink節(jié)點(diǎn)部署較感知節(jié)點(diǎn)部署方法困難，出現(xiàn)故障或能量提前耗盡不便于更換；②感知數(shù)據(jù)無法一跳到達(dá)Sink，多跳機(jī)制及主干路由的建立帶來整網(wǎng)能耗不平衡,產(chǎn)生空洞及Hotspots問題。③網(wǎng)絡(luò)部署必須考慮通信覆蓋，造成感知過冗余覆蓋、感知無意義覆蓋。這些問題給整個(gè)無線傳感網(wǎng)絡(luò)帶來嚴(yán)重的危機(jī)。例如，固定的Sink節(jié)點(diǎn)對部署位置要求苛刻，然而對于鄱陽湖這樣的湖泊、濕地環(huán)境很難找到合適的部署地點(diǎn)，在湖泊、濕地中人工制造部署環(huán)境成本無法控制；又如，無線傳感網(wǎng)絡(luò)被部署在空氣受到嚴(yán)重污染的區(qū)域用于環(huán)境監(jiān)測，人無法靠近網(wǎng)絡(luò)區(qū)，一旦匯聚節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障或網(wǎng)絡(luò)受阻，傳統(tǒng)的匯聚節(jié)點(diǎn)將無法更換，主干網(wǎng)通訊被破壞，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)無異于毀滅；再如，無線傳感網(wǎng)絡(luò)的兩個(gè)子網(wǎng)分別被部署在一座山的兩側(cè)，由于通訊信號(hào)不可達(dá)，兩個(gè)子網(wǎng)將無法連通。在這些情況下如果沒有更好的解決方案，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)必將癱瘓。
基于以上原因，本作品將微型無人機(jī)技術(shù)與無線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行融合，在四旋翼飛行器的基礎(chǔ)上增加自主飛行控制模塊、IEEE802.15.4無線通信模塊以及后臺(tái)控制監(jiān)測系統(tǒng)構(gòu)成移動(dòng)Sink數(shù)據(jù)收集平臺(tái)。該平臺(tái)具備無人機(jī)自主移動(dòng)能力、遠(yuǎn)距離無線通信能力、大容量存儲(chǔ)能力以及基于GIS的后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)，結(jié)合無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的鏈路質(zhì)量評估技術(shù)、節(jié)點(diǎn)定位技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)對環(huán)境感知網(wǎng)絡(luò)所采集的監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的全覆蓋收集，并在保證對網(wǎng)絡(luò)收集覆蓋的前提下提高收集效率。
本作品主要做了如下幾方面研究：
一、設(shè)計(jì)了小型四旋翼飛行器的自主飛行控制系統(tǒng)，使其具備飛行姿態(tài)控制能力。硬件系統(tǒng)包括由陀螺儀傳感器、加速度傳感器、電子羅盤組成的姿態(tài)傳感器，GPS定位模塊、氣壓傳感器以及超聲波傳感器，使用基于Arm7的主板控制飛行器飛行；軟件系統(tǒng)為自主設(shè)計(jì)的基于慣性導(dǎo)航的飛行姿態(tài)控制算法。
二、為無人機(jī)增加Sink模塊使其構(gòu)成移動(dòng)Sink平臺(tái)，并設(shè)計(jì)了移動(dòng)Sink自主移動(dòng)收集算法。該算法能夠在執(zhí)行數(shù)據(jù)收集任務(wù)時(shí)控制移動(dòng)Sink飛行軌跡，還能夠使移動(dòng)Sink自主調(diào)整收集懸停點(diǎn)的位置。根據(jù)該算法，移動(dòng)Sink在接收到目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)的GPS信息后自主進(jìn)行航跡規(guī)劃，并能夠在數(shù)據(jù)收集過程中發(fā)現(xiàn)鏈路質(zhì)量較差時(shí)自動(dòng)調(diào)整懸停收集點(diǎn)，保證通信鏈路質(zhì)量。
三、改進(jìn)了WSN的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)傳輸方式，采用航跡優(yōu)先自組織成簇策略及“融合—存儲(chǔ)—轉(zhuǎn)發(fā)”方式，使其適用于移動(dòng)Sink數(shù)據(jù)收集。
四、設(shè)計(jì)了用于環(huán)境數(shù)據(jù)監(jiān)測的后臺(tái)軟件。該軟件具有服務(wù)器端和客戶端兩部分組成的C/S結(jié)構(gòu)。感知網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)通過移動(dòng)Sink節(jié)點(diǎn)收集后傳回與終端相連接的網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)，網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)與服務(wù)器相連，進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。本后臺(tái)軟件通過簇頭節(jié)點(diǎn)的GPS信息定位后，將傳感器數(shù)據(jù)顯示到客戶端。該軟件采用實(shí)時(shí)的GIS地理位置信息系統(tǒng)，并且以圖形化的方式顯示傳感器數(shù)據(jù)信息。
本作品的研究作為WSN解決惡劣環(huán)境下數(shù)據(jù)收集的通用平臺(tái)，將極大的拓展WSN的應(yīng)用范圍；減少環(huán)境因素對網(wǎng)絡(luò)部署的制約；降低網(wǎng)絡(luò)維護(hù)復(fù)雜度，提高網(wǎng)絡(luò)能量效率和剩余能量平衡。是實(shí)現(xiàn)感知數(shù)據(jù)收集調(diào)度策略的研究基礎(chǔ)。

第十二屆“挑戰(zhàn)杯”作品 二等獎(jiǎng)
無