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基于WSN的低功耗β射线监测接口及拓扑控制算法

作　者: 彭群忠
导　师: 谭敏生
学　校: 南华大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: 无线传感网络 LEACH算法低功耗 β射线监测接口
分类号: TP274.51
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

随着核工业的快速发展，放射性材料的广泛应用，β射线监测引起了社会的广泛关注和高度重视。目前的β射线监测主要采用有线技术，覆盖范围小、传输距离有限、维护困难、布线复杂。因此，无线监测β射线技术成为当今研究的热点。本文研究基于无线传感器网络的低功耗β射线监测接口及拓扑控制算法。为了充分利用现有的β射线监测设备实现低功耗无线监测，本文首先设计一种基于无线传感器网络的低功耗β射线监测接口装置，该装置主要由微控制器、无线收发器、信息存储器、外设时钟和电源管理模块组成，通过自身的通信串口(UART)与β射线数据采集装置直接连接，实时获取β射线剂量信息，实现稳定的无线传输功能，达到远程监测的目的；本文然后针对LEACH算法未考虑剩余能量、传输距离和簇头重复竞选的问题，本文从最优簇头选择，簇头预测机制和时间片调度三个方面改进LEACH算法。实验结果表明，改进后的LEACH算法均衡了整个网络的能耗，明显降低了监测区域中节点的功耗，推迟了第一个死亡节点出现的轮数，延长了监测网络的生命周期；在解决上述问题的基础上，本文最后应用低功耗β射线监测接口装置和改进后的LEACH算法设计了一个基于无线传感器网络的低功耗β射线监测实验系统，该系统由无线β射线监测接口装置、无线收发网关节点和监控主机三部分组成，同时设计了该系统的底层电源管理软件和接口装置软件。测试结果表明，基于无线传感器网络的低功耗β射线监测接口装置能够准确收发数据，可以自组织形成无线拓扑控制网络，实时采集监测区域中的数据。

基于WSN的低功耗β射线监测接口及拓扑控制算法

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