物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下能耗關(guān)鍵技術(shù)研究

《物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下能耗關(guān)鍵技術(shù)研究》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。

1、博士學(xué)位論文ＤＯＣＴＯＲＡＬＤＩＳＳＥＲＴＡＴＩＯＮ＼論文題目物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下能耗關(guān)鍵技術(shù)研究作者Ｍ．ｍ學(xué)院信息科學(xué)與工程學(xué)院專業(yè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)指導(dǎo)教師鄧慶緒教授備注二〇／Ｉ：年七月日分類號(hào)級(jí)密ＵＤＣ學(xué)位論文物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下能耗關(guān)鍵技術(shù)研究？作者姓名．夏長(zhǎng)清指導(dǎo)教師：鄧慶緒教授東北大學(xué)物聯(lián)網(wǎng)工程研究所申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：博士學(xué)科類別：工學(xué)學(xué)科專業(yè)名稱：計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)論文提交日期：２０１５年７月論文答辯日期：２０１５年１０月：答辯委員會(huì)主席學(xué)位授予日期：子

2、戈評(píng)閱人：東北大學(xué)２０１５年７月ＡＤｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎｉｎＣｏｍｐｕｔｅｒＳｙｓｔｅｍＳｔｒｕｃｔｕｒｅＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＫｅｙＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆＥｎｅｒｇｙＣｏｎｓｕｍｔｉｏｎｉｎＩｎｔｅｒｎｅｔｏｆＴｈｉｎｓｐｇｂｙＸｉａＣｈａｎｉｎｇｑｇＳｕｅｒｖｉｓｏｒ：Ｐｒｏｆ．ＤｅｎｉｎｘｕｐｇＱｇＮｏｒｔｈｅａｓｔｅｒｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＪｕｌｙ２０１５，獨(dú)創(chuàng)性聲明。本人聲明，所呈交的學(xué)位論文是在導(dǎo)師的指導(dǎo)下完成的論文中?。崳姷玫难芯砍晒右詷?biāo)

3、注和致謝的地方外，不包含其他人己經(jīng)發(fā)表或撰。寫過(guò)的研究成果，也不包括本人為獲得其他學(xué)位而使用過(guò)的材料與我一同工作的同志對(duì)本研究所做的任何貢獻(xiàn)均己在論文中作了明確的說(shuō)明并表示謝意。學(xué)位論文作者：日期：學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者和指導(dǎo)教師完全了解東北大學(xué)有關(guān)保留、使用學(xué)位？論文的規(guī)定．即學(xué)校有權(quán)保留并向國(guó)家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)?。崳?。件和磁盤，允許論文被查閱和借閱本人同意東北大學(xué)可以將學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)丨居庫(kù)進(jìn)行檢索、交流。作者和導(dǎo)師同意網(wǎng)上交流的時(shí)間為作者獲得學(xué)位后：一半年口年

4、口一年半口兩年學(xué)位論文作者簽名：｜４導(dǎo)師簽名：之了々懷簽字日期：簽字日期：Ｋ叫－－Ｉ東北大學(xué)博士學(xué)位論文摘要物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下能耗關(guān)鍵技術(shù)研究摘要自上世紀(jì)九十年代以來(lái)，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)逐漸融入到人們的生活工作中，無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)的大量部署使人們可以對(duì)感興趣區(qū)域進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，采集到的海量數(shù)據(jù)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)上傳到各個(gè)數(shù)據(jù)中心，以滿足用戶的不同需求，極大的提升了人們的生活質(zhì)量和工作效率。然而，受體積和環(huán)境等因素的影響，傳感節(jié)點(diǎn)攜帶的電量十分有限，這使得無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)難以長(zhǎng)時(shí)間的維持工作。并且由于監(jiān)測(cè)過(guò)程需要不斷地

5、采集數(shù)據(jù)，大量的感知數(shù)據(jù)增加了數(shù)據(jù)中心的工作負(fù)載，導(dǎo)致數(shù)據(jù)中心能耗急劇增加，除了產(chǎn)生高額的用電成本外，也對(duì)環(huán)境及電網(wǎng)造成了影響。如何延長(zhǎng)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)生存時(shí)間，并降低海量數(shù)據(jù)給數(shù)據(jù)中心帶來(lái)的高額能耗開銷，成為物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展道路上不可回避的問(wèn)題。目前，無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)方面主要的研究還集中在如何通過(guò)均衡網(wǎng)絡(luò)負(fù)載，減小網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)的能量消耗差異；而降低大數(shù)據(jù)帶來(lái)的數(shù)據(jù)中心能耗成本方面，傳統(tǒng)的動(dòng)態(tài)電壓調(diào)節(jié)（ＤｙｎａｍｉｃＶｏｌｔａｇｅＡｎｄＦｒｅｑｕｅｎｃｙＳｃａｌｉｎｇ，ＤＶＦＳ）等技術(shù)依然還是主流手段。然而，在人們對(duì)網(wǎng)絡(luò)生存時(shí)間和能

6、耗成本要求越來(lái)越高的今天，這些傳統(tǒng)方法的效果并不足以滿足人們不斷增長(zhǎng)的需求。針對(duì)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中的能耗問(wèn)題，本文分別從延長(zhǎng)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)生存時(shí)間和數(shù)據(jù)中心能耗成本優(yōu)化兩方面進(jìn)行了研宄。延長(zhǎng)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)生存時(shí)間方面，一首先提出了種異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)能耗調(diào)度算法，并且針對(duì)三維環(huán)境中網(wǎng)絡(luò)生存時(shí)間問(wèn)題進(jìn)行研宄，，，以輸油管道監(jiān)測(cè)系統(tǒng)為基礎(chǔ)提出了三種三維環(huán)境部署策略最后，一一提出了種節(jié)點(diǎn)能耗平衡策略，；在數(shù)據(jù)中心能耗成本優(yōu)化方面提出種基于能耗的數(shù)據(jù)中心成本優(yōu)化策略。本文主要貢獻(xiàn)點(diǎn)概括如下：一（１）本文提出種異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)能耗調(diào)度策略，。針對(duì)

7、傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)生存時(shí)間有限而能量采集傳感器網(wǎng)絡(luò)成本過(guò)高的問(wèn)題，該策略通過(guò)調(diào)整節(jié)點(diǎn)工作狀態(tài)以及不同種類節(jié)點(diǎn)的比例，實(shí)現(xiàn)降低節(jié)點(diǎn)能量消耗的目的。首先，在傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中增加少量能量采集節(jié)點(diǎn)組成異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)模型，為了提高可再生能源利用率，本文根據(jù)節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)任務(wù)數(shù)量與發(fā)射功率，確定能最采集節(jié)點(diǎn)工作能量閾值，當(dāng)能量采集節(jié)點(diǎn)能量大于該值時(shí)，節(jié)點(diǎn)進(jìn)入活動(dòng)狀態(tài)，反之則保持睡眠狀態(tài)補(bǔ)充能量。對(duì)于網(wǎng)絡(luò)中大量電池供電節(jié)點(diǎn)，由于節(jié)點(diǎn)密度大，存在很高的數(shù)據(jù)冗余，為了快速判斷節(jié)點(diǎn)是－ＩＩ－東北大學(xué)博士學(xué)位論文摘要否為冗余節(jié)點(diǎn)，本文定義有效臨界點(diǎn)和有效覆蓋率，并根據(jù)

8、節(jié)點(diǎn)鄰節(jié)點(diǎn)的數(shù)量及節(jié)點(diǎn)與鄰節(jié)點(diǎn)的位置關(guān)系計(jì)算得到該節(jié)點(diǎn)的有效覆蓋率，通過(guò)比較節(jié)點(diǎn)的有效覆