| 题名 | WIA远程无线抄表协议设计与实现 |
| 作者 | 朱珍 |
| 学位类别 | 硕士 |
| 答辩日期 | 2012-05-28 |
| 授予单位 | 中国科学院沈阳自动化研究所 |
| 授予地点 | 中国科学院沈阳自动化研究所 |
| 导师 | 王忠锋 |
| 关键词 | 无线传感器 WIA 远程无线抄表协议栈 路由 OPNET仿真 测试管理软件 |
| 其他题名 | Design & Implementation of WIA Remote Wireless Meter Reading Protocol |
| 学位专业 | 计算机应用技术 |
| 中文摘要 | 随着科技发展，特别是智能小区的出现，传统人工抄表方式抄收效率低，准确度差等弊端已不能满足居民要求，本文在分析现有自动抄表方案优缺点基础上，结合抄表网络固有特点，利用无线传感网技术设计了一种抄表协议，实现了用户侧电能信息采集。 设计无线抄表协议的难点是保证数据响应实时性、通信可靠性和网络安全性三项指标。为解决上述问题，论文采取了如下策略：(1)根据应用类型为上层报文分配优先级，并在MAC层发送队列进行优先级调度，保证用户请求得到及时处理。(2)MAC层采用邻居交换机制、确认机制和重传机制。其中邻居交换记录节点可靠邻居，为网络层路由建立选路提供重要依据，同时周期检测邻居状态，实时维护链路。此外在网络层采用基于分层时间同步算法的路由建立过程，以较低的时间同步代价将整个网络的冲突弱化到一跳节点间，有效的提高了选路质量，保证了链路可靠性。(3)采用动态密钥机制，分别在MAC层，网络层和应用层都设置相应安全服务，通过信任中心周期更改网络密钥保证网络安全性。 论文后续针对协议作了如下工作：一是基于OPNET的协议仿真，二是测试管理软件设计与实现。为使应用层请求响应时间达到最优，通过OPNET仿真软件调整协议各层参数作对比仿真，得到4跳仿真场景中应用层请求响应平均时间为0.35s，每跳通信时延小于60ms，表明协议具有较好的响应实时性。在由380户居民用户组成的抄表网络中，利用测试管理软件对网络节点参数作读取统计，结果显示单播读取成功率大于99%，广播读取成功率大于98%，相对于电力线载波抄表成功率90%左右，此结果表明该抄表协议栈具有较高的可靠性指标。 目前该协议栈已部署到城市小区进行实地测试长达一年半，经过后期对协议的不断维护与管理，目前整个系统已经稳定运行，现场应用证明抄表成功率和可靠性都要优于电力载波技术。 |
| 索取号 | TN915.04/Z83/2012 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2012-07-27 |
| 分类号 | TN915.04 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://ir.sia.ac.cn/handle/173321/9332]  |
| 专题 | 沈阳自动化研究所_工业控制网络与系统研究室 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 朱珍. WIA远程无线抄表协议设计与实现[D]. 中国科学院沈阳自动化研究所. 中国科学院沈阳自动化研究所. 2012. |
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