面向戶(hù)外預(yù)警的無(wú)線(xiàn)傳感數(shù)據(jù)傳遞協(xié)議研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)（wireless sensor network，WSN）在很多應(yīng)用中均有潛力。比如軍事目標(biāo)跟蹤和監(jiān)測(cè)、自然災(zāi)難救援、生物醫(yī)學(xué)健康監(jiān)測(cè)、危險(xiǎn)環(huán)境探索以及地震感知。本文研究一個(gè)應(yīng)用于無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)的面向戶(hù)外預(yù)警的無(wú)線(xiàn)傳感數(shù)據(jù)傳遞協(xié)議(WirelessSensor Data Transfer Protocol，簡(jiǎn)稱(chēng)WSDTP)，包括研究該協(xié)議的協(xié)議體識(shí)別技術(shù)、警戒手機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)換技術(shù)以及警戒手機(jī)的角色轉(zhuǎn)換技術(shù)，為戶(hù)外作業(yè)人員

2、夜間宿營(yíng)預(yù)警系統(tǒng)提供必要的傳感數(shù)據(jù)傳遞和手機(jī)狀態(tài)切換技術(shù)。主要工作概括如下:
　　1.分析歸納現(xiàn)有傳感數(shù)據(jù)傳遞協(xié)議的研究現(xiàn)狀，指出某項(xiàng)目在數(shù)據(jù)傳遞能力上的不足。
　　2.本研究引入傳感數(shù)據(jù)傳遞機(jī)制、警戒手機(jī)運(yùn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)換機(jī)制以及警戒手機(jī)角色轉(zhuǎn)換機(jī)制，在此基礎(chǔ)上，建立傳感數(shù)據(jù)傳遞機(jī)制、警戒手機(jī)運(yùn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)換機(jī)制以及警戒手機(jī)角色轉(zhuǎn)換機(jī)制的下推自動(dòng)機(jī)，然后對(duì)這三者的終態(tài)可達(dá)性給予形式化驗(yàn)證。據(jù)此過(guò)程設(shè)計(jì)傳感數(shù)據(jù)傳遞、警戒手機(jī)運(yùn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)

3、換以及警戒手機(jī)角色轉(zhuǎn)換等協(xié)議的協(xié)議體、協(xié)議消息和協(xié)議邏輯，在此基礎(chǔ)上給出各個(gè)協(xié)議的算法流程圖和算法偽代碼;最后，使用以上關(guān)鍵技術(shù)給出傳感數(shù)據(jù)傳遞協(xié)議的解決方案。
　　3.根據(jù)給出的解決方案，運(yùn)用面向?qū)ο蟮能浖_(kāi)發(fā)方法，設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的多播數(shù)據(jù)傳遞、警戒手機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)換、警戒手機(jī)的角色轉(zhuǎn)換的用例圖、順序圖和類(lèi)圖。在此基礎(chǔ)上，根據(jù)類(lèi)圖給出的協(xié)議消息以及消息的靜態(tài)操作，編碼并實(shí)現(xiàn)面向戶(hù)外預(yù)警的無(wú)線(xiàn)傳感數(shù)據(jù)傳遞協(xié)議。
　　4.遵循項(xiàng)目需

4、求，設(shè)計(jì)測(cè)試用例，驗(yàn)證無(wú)線(xiàn)傳感數(shù)據(jù)傳遞協(xié)議的多播數(shù)據(jù)傳遞、警戒手機(jī)運(yùn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)換和角色轉(zhuǎn)換功能。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本文研究的WSDTP協(xié)議，其數(shù)據(jù)的多播數(shù)據(jù)傳遞功能、警戒手機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)換功能以及警戒手機(jī)的角色轉(zhuǎn)換功能均已達(dá)到驗(yàn)證目標(biāo)的要求。
　　5.與CMRP、VCHEC和SNOMC等10個(gè)相關(guān)協(xié)議的討論對(duì)比可知，首先，本文研究的WSDTP，在功能設(shè)置及性能方面與SNOMC協(xié)議的能力相當(dāng)，功能滿(mǎn)足性均達(dá)0.6，但WSDTP目前還未經(jīng)歷

5、實(shí)際部署的考驗(yàn)，它屬于依賴(lài)基礎(chǔ)設(shè)施的協(xié)議，其搭建和部署需要無(wú)線(xiàn)AP的支持，這一點(diǎn)限制了其服務(wù)于有野外作業(yè)的應(yīng)用面;其次，在警戒手機(jī)運(yùn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)換方面，本文給出的運(yùn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)換子協(xié)議使用了3條消息，轉(zhuǎn)換效率相比CMRP和VCHEC協(xié)議較低，但協(xié)議狀況的準(zhǔn)確性表達(dá)能力更強(qiáng)，這一點(diǎn)對(duì)于情況多變、環(huán)境相對(duì)較差的野外作業(yè)來(lái)說(shuō)，WSDTP協(xié)議更適合“預(yù)警”應(yīng)用場(chǎng)景;最后，在警戒手機(jī)角色轉(zhuǎn)換方面，本文研究的WSDTP均衡了協(xié)議效能和語(yǔ)義滿(mǎn)足性，但是效能還