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基于无线自组网的装备故障申告与可视化技术研究与实现

作　者: 石川
导　师: 朱培栋
学　校: 国防科学技术大学
专　业: 计算机科学与技术
关键词: 无线自组网 故障申告协议 协同感知 交叉监测
分类号: TN929.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 33次
引　用: 1次
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内容摘要


随着无线通信技术和计算机技术的快速发展,移动自组网在军事和民用领域有着广泛的应用前景。战术互联网就是移动自组网在战场指挥通信领域的一个典型应用,它是以分组无线网络技术为基础的战术级数字化战场支撑平台。信息化条件下,传统的装备保障维修的方案难以满足保障的远程、快速、精确和高效的战场需求。因此,研究和解决信息化条件下,基于战术互联网平台的装备保障问题具有重要意义。在深入分析战术互联网环境特点、装备故障类别和装备保障维修需求以及已有工作不足的基础上,我们通过大量实验,选取了适宜战场环境的无线自组网路由协议,并采用移动自组网分簇的思想,提出了基于移动自组网的分簇故障申告模型(CFDM),此模型能较好地适应野外和战时条件下,装备故障信息传递的要求,通信量小、路由控制开销低、故障信息传播速度快。在此模型基础上提出了基于移动自组网的故障申告协议(FDP),该协议能够及时快速地传递故障信息,有效提高网络通信的可靠性,减少了故障信息的通信范围,降低了通信量,从而较好地适应野外或战时环境下的网络特点。为实现战场装备之间的协同感知协同工作,我们设计了基于簇的协同感知算法,以较小的网络开销,较快的传播速度保证了协同知信息及时分发。交叉监测算法的设计可以使网络节点之间监测对方的网络状态,及时发现断路节点并进行网络故障报告。实现了基于无线自组网的装备故障申告与可视化系统,系统实现了故障信息的实时申告与显示,并提供数据查询及统计分析功能。基于地理信息系统的态势展示功能为系统使用者提供了更加直观的视觉感受,使战场装备运行态势一目了然。

全文目录


摘要  10-11
ABSTRACT  11-12
第一章 绪论  12-22
  1.1 课题背景  12-13
  1.2 国内外相关研究现状  13-20
    1.2.1 无线自组网研究现状  13-17
    1.2.2 远程故障诊断研究现状  17-20
  1.3 课题研究内容及意义  20-21
  1.4 本文结构  21-22
第二章 故障申告与可视化系统总体设计  22-30
  2.1 故障申告与可视化系统的体系结构  22-23
  2.2 故障信息感知  23-24
    2.2.1 各类装备典型故障  23-24
    2.2.2 故障分类  24
  2.3 路由层  24-27
    2.3.1 路由层功能  25
    2.3.2 野战移动自组网特性分析  25-27
  2.4 传输层  27-28
    2.4.1 装备故障传输需求  27
    2.4.2 故障申告协议设计  27-28
  2.5 信息展示层  28-29
    2.5.1 故障信息显示查询功能  28
    2.5.2 故障信息数据统计分析功能  28
    2.5.3 基于地图的态势展示功能  28-29
  2.6 小结  29-30
第三章 无线自组网路由协议性能对比及实现技术  30-42
  3.1 无线自组网路由协议性能对比  30-37
    3.1.1 仿真参数及结构  30
    3.1.2 相同网络规模下的比较  30-34
    3.1.3 相同拓扑变化频率下的比较  34-36
    3.1.4 小结  36-37
  3.2 OLSR 协议实现及物理实验  37-41
    3.2.1 OLSR 协议原理  37-38
    3.2.2 OLSR 协议的关键技术  38-40
    3.2.3 OLSR 协议物理实验  40-41
  3.3 小结  41-42
第四章 基于簇的故障申告协议  42-48
  4.1 基于簇的故障申告协议过程描述  42-43
  4.2 分簇算法  43-45
  4.3 基于簇的故障申告协议报文设计  45-46
  4.4 基于簇的故障申告协议性能仿真及分析  46-47
    4.4.1 仿真参数设置  46
    4.4.2 基于簇的故障申告协议仿真结果及分析  46-47
  4.5 小结  47-48
第五章 协同感知和交叉监测技术研究  48-57
  5.1 协同感知技术  48-53
    5.1.1 分层次协同感知技术  48-50
    5.1.2 基于消息队列的感知信息收集处理模型  50-51
    5.1.3 多队列优先级调度算法  51
    5.1.4 感知消息的分发  51-52
    5.1.5 各级节点工作流程  52-53
  5.2 交叉监测技术  53-54
  5.3 实验及分析  54-56
    5.3.1 协同感知仿真实验  54-55
    5.3.2 交叉监测算法仿真实验  55-56
  5.4 小结  56-57
第六章 故障申告与可视化原型系统实现  57-64
  6.1 系统的网络层次结构  57
  6.2 系统的框架  57-58
  6.3 系统功能  58-60
    6.3.1 客户端  58
    6.3.2 中间服务器  58
    6.3.3 中心服务器  58-59
    6.3.4 基于谷歌地图的态势可视化开发  59-60
  6.4 系统运行实例  60-63
    6.4.1 客户端采集故障信息  60-61
    6.4.2 中心服务器显示故障信息  61
    6.4.3 按故障类型统计分布的饼图  61
    6.4.4 故障信息频度展示  61-62
    6.4.5 二维地图展示  62
    6.4.6 实景展示  62-63
  6.5 小结  63-64
第七章 总结与展望  64-66
  7.1 研究工作总结  64
  7.2 工作展望  64-66
致谢  66-67
参考文献  67-70
攻读硕士期间取得的成果  70-71
作者在学期间参加的科研工作  71

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 无线通信 > 移动通信
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