基于TinyOS的无线传感器网络仿真与研究.doc

河北工业大学城市学院2014届本科毕业设计（论文）任务书毕业设计（论文）题目：基于TinyOS的无线传感器网络仿真与研究适用专业： 信息工程 学生信息：学号：108005姓名：王翠红班级：电子C102指导教师信息：教师号：02067姓名：范书瑞职称：讲师下达任务日期：2014-02-24内容要求：（阐明与毕业设计（论文）题目相关、需要通过毕业设计解决、或通过毕业论文研究的主要问题。后面应列出建议学生在毕业设计（论文）前期研读的重要参考资料（书目、论文、手册、标准等）课题依托于河北省自然科学青年科学基金项目“无线传感器网络中基于网络演算的服务质量保障研究”，采用TinyOS开展无线传感器网络的仿真研究。TinyOS是加州大学伯克利分校开发的开放源代码操作系统，专为嵌入式无线传感网络设计，操作系统基于构件的架构使得快速的更新成为可能，而这又减小了受传感网络存储器限制的代码长度。TinyOS的构件包括网络协议、分布式服务器、传感器驱动及数据识别工具。其良好的电源管理源于事件驱动执行模型，该模型也允许时序安排具有灵活性，已被应用于多个平台和感应板中。课题采用TinyOS建立无线传感器网络仿真系统，并对层次型网络拓扑结构进行研究。1于海斌，曾鹏，梁炜 编著智能无线传感器网络系统.北京：科学出版社2006，12全国工业过程测量和控制标准化技术委员会.GB/T 26790.1-2011.工业无线网络WIA规范 第1部分：用于过程自动化的WIA系统结构与通信规范S.北京：中国标准出版社,2011.3 张晓玲, 梁炜, 于海斌, 等. 无线传感器网络传输调度方法综述J. 通信学报, 2012, 33(5): 143-157.4 林语, 张金榜, 何秀春 等. TinyOS在CC2530上的移植J.电子技术应用.2013,39(7):2527.5 鲁天龙, 卢俊岭, 王小明 等.TinyOS2.x下基于蚁群算法的WSNs路由协议设计J. 计算机应用研究.2013,30(2): 541543.6 蔡惠娟, 蒋文贤. IEEE802. 15.4 多时隙下 GTS 性能分析及配置优化J. 计算机应用,2012，32(12):3499-35047 Attea, BaraA A.; Khalil, Enan A. A new evolutionary based routing protocol for clustered heterogeneous wireless sensor networksJ Applied Soft Computing Journa 12（2012 1950-1957.8 Haitao Zhang , Huadong Maa, Xiang-Yang Li , Shaojie Tang , Xiaohua Xu Energy-efficient scheduling with delay constraints for wireless sensor networks: A calculus-based perspective J Computer Communications 35 (2012) 19831993.9 Venu Madhav, T. Energy efficient cluster routing protocol for heterogeneous wireless sensor networks Lecture Notes of the Institute for Computer Sciences, Social-Informatics and Telecommunications Engineering 108 (2012)452-455.10 Islam, M.M. Extended Stable Election Protocol (SEP) for three-level hierarchical clustered heterogeneous WSN C. IET Conference Publications 2012.11 LAN/MAN Standards Committee. IEEE Std 802.15.4-2011: IEEE Standard for Local and metropolitan area networks-Part 15.4: Low-Rate Wireless Personal Area Networks (LR-WPANs) S. New York: IEEE Computer Society. 2011.12 Jiakai Li, Gursel Serpen. Simulating heterogeneous and larger-scale wireless sensor networks with TOSSIM TinyOS EmulatorJ. Procedia Computer Science. 2012,12:374-379. doi: 10.1016/cs.2012.09.089.13 Atrayee Gupta, Sarbani Roy. Design and implementation of visualizers for TinyOSJ. Procedia Technology. 2013, 10:409-416. doi: 10.1016/tcy.2013.12.377.14 Kouba A, Alves M, Tovar E. IEEE 802.15. 4 for wireless sensor networks: a technical overviewJ. IPP-HURRAY Technical Report (TR-050702), 2005.15 Cunha A, Alves M, Kouba A. An IEEE 802.15. 4 protocol implementation (in nesC/TinyOS): Reference Guide v1. 2J. IPP-HURRAY Technical Report, HURRAY-TR-061106, 2006.方法要求：（阐明与毕业设计（论文）问题解决和研究相关的实验、设计、调研方法和技术路线。）该课题要求采用TinyOS建立无线传感器网络仿真模型，能够研究无线网络协议。要求掌握无线传感器网络通信标准IEEE 802.15.4的物理层和媒介访问层规范；在配置TinyOS开发环境安装、配置基础上，采用nesC语言编程；进行无线传感节点外设组件和射频组件开发及应用，并建立仿真网路；研究LEACH网络拓扑协议性能，并进行改进。在分簇的拓扑管理机制下，网络的节点可以划分为簇首节点和成员节点。在每个簇内，簇首用于管理或控制整个簇内成员节点，协调成员节点之间的工作，负责簇内信息的收集和数据的融合处理以及簇间转发。本课题要求对传感网络主要拓扑方法进行研究，分析比较功率控制和层次控制的优缺点。研究LEACH自适应分簇拓扑算法，详细分析簇建立和数据通信过程。对LEACH进行仿真，分析簇头分布、网络覆盖范围和生存周期。改进LEACH算法，在保证簇头均匀分布的前提下，延长网络稳定周期和吞吐量。过程要求：（提出毕业设计（论文）的周工作进度、工作质量、阶段成果要求。）2013年12月16日开始双向选择毕业设计课题，初步确定课题后查阅资料，要求最近3年参考文献和资料所占比例不少于50%，国际期刊或会议文献不少于40%。2014年2月8日确定课题，开始阅读相关文献20篇，撰写文献综述。春季学期安排：第1周2月28日前期报告初稿:整理选题阶段查阅和任务书提供的资料，撰写文献综述；第2周 3月7日前期报告定稿:制定完整的工作计划，对技术路线和实施方案论证，进行前期工作总结，完成前期报告；第3周3月14日安装TinyOS开发环境，掌握nesC编程语言规范和基本操作；第4周3月21日无线单片机应用程序移植，采用TOSSIM平台，图像化仿真；第5周3月28日研究LEACH自适应分簇拓扑算法；第6周4月4日对LEACH进行仿真，分析簇头分布、网络覆盖范围和生存周期；第7周4月11日中期报告初稿，撰写论文或