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系統識別號 U0002-0608201311243500
中文論文名稱 以同心圓為基礎之無線感測器網路睡眠排程機制
英文論文名稱 A Concentric-based Sleep Scheduling Scheme for Wireless Sensor Networks
校院名稱 淡江大學
系所名稱(中) 資訊工程學系碩士班
系所名稱(英) Department of Computer Science and Information Engineering
學年度 101
學期 2
出版年 102
研究生中文姓名 林禹佑
研究生英文姓名 Yu-Yu Lin
學號 600410749
學位類別 碩士
語文別 中文
第二語文別 英文
口試日期 2013-06-19
論文頁數 60頁
口試委員 指導教授-王英宏
委員-許輝煌
委員-逄愛君
委員-李官陵
中文關鍵字 無線感測網路  生命週期  睡眠排程機制 
英文關鍵字 Wireless Sensor Network (WSN)  Lifetime  Sleep Scheduling 
學科別分類 學科別應用科學資訊工程
中文摘要 在無線感測網路(Wireless Sensor Networks, WSNs)的研究中,如何延長整個網路的生命週期(Lifetime)是相當重要的議題,以睡眠排程機制(Sleeping Scheduling)為基礎,本研究提出的機制在同心圓的架構之下,依照地理位置的不同,劃分不同的同心圓區域,依照位於奇數與偶數層區的感測器的輪流睡眠,藉此使位於不同區域的感測器的電量可以更均勻的消耗電能,並且在此架構之下可以使靠近基地台(Sink)的感測器減少其運行的時間和代傳資料的工作量。在研究中,基地台和感測器都會應用到傳輸功率控制技術(Transmit Power Control, TPC)以控制網路拓樸(Topology)以及基地台劃分同心圓的位置,並利用建構好的路由將感測器接收到的資訊回傳給基地台。最後我們會比較其他的睡眠排程機制,實驗結果將會顯示本研究所提出的方法將優於先前的機制。
英文摘要 In Wireless Sensor Networks (WSNs), how to extend the lifetime is an important issue. Our research uses Sleeping Scheduling scheme which divides the network into many concentric layers and rotates sensors in different odd and even layers to sleep. By our scheme, we can balance the power consumption among all sensors and reduce power and transmission load of sensors near sink. Our research use Transmit Power Control (TPC) technique to control topology and divide concentric layers, and use the topology to transmit packets to sink. Finally, the performance of our scheme is better than other Sleeping Scheduling schemes in the simulations.
論文目次 目錄
第一章 緒論 1
1-1 研究背景 2
1-2 研究動機 4
1-3 研究目的 5
1-4 論文架構 6
第二章 相關技術與研究 7
2-1 傳輸功率控制技術 8
2-2 睡眠排程機制在無線感測網路之應用 12
2-2-1 喚醒式(On-Demand)的睡眠機制 13
2-2-2 非固定週期式(Asynchronous)的睡眠機制 14
2-2-3 固定週期式(Scheduled Rendezvous)的睡眠機制 16
第三章 以同心圓為基礎之無線感測器網路睡眠排程機制 19
3-1 網路環境及假設 20
3-2 同心圓架構和路由的建立 23
3-2-1 感測器資訊表格定義 23
3-2-2 同心圓架構和路由的建立 25
3-3 睡眠機制的排程 32
3-4 封包的傳送 35
第四章 模擬比較與分析 39
4-1 模擬環境 40
4-2 模擬結果與分析比較 41
第五章 結論與未來研究方向 47
5-1 結論 47
5-2 未來研究方向 48
參考文獻 49
附錄-英文論文 53

圖目錄
圖2.1 Feedback Closed Loop Overview for ATPC 9
圖2.2 Transmission Power vs. RSSI 10
圖2.3 Overview of the Pairwise ATPC Design 11
圖2.4 Pipelined Tone Wakeup (PTW) 14
圖2.5 非固定週期式睡眠 15
圖2.6 固定週期的睡眠排程 17
圖2.7 (a) Before active time slots merged, (b) After merged. 17
圖2.8 SMED 睡眠排程圖 18
圖3.1 主流程圖 22
圖3.2 同心圓距離與最大傳輸距離關係 25
圖3.3 由資料收集中心廣播Route_Meaasge至Layer 1 27
圖3.4 由資料收集中心廣播Route_Meaasge至Layer 2 28
圖3.5 Layer 1的感測器廣播Route_Meaasge 29
圖3.6 Layer 2的感測器廣播Route_Meaasge 30
圖3.7 同心圓與路由建立 31
圖3.8 睡眠週期交替 33
圖3.9 一般傳送時的睡眠排程 33
圖3.10 睡眠排程流程圖 34
圖3.11 一般傳送 36
圖3.12 特殊傳送的睡眠排程變化 37
圖3.13 特殊傳送 37
圖3.14 封包傳送流程圖 38
圖4.1 感測器存活數與時間關係 41
圖4.2 接近Sink的感測器存活數與時間關係 43
圖4.3 感測器數量與平均封包延遲 44
圖4.4 封包遺失率 45

表目錄
表3.1 Owner Information Table 23
表3.2 Variable Information Table 24
表3.3 Neighbor Information Table 24
表3.4 Route_Message packet 26
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