可容错周界入侵探测系统设计与实现-控制科学与工程专业毕业论文.docxVIP

独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的 研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其 他人己经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得迸垄盘堂或其他教育机 构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献 均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。 学位论文作者签名：事-羁主式签字日期；伽石年矿；月歹日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解堂垫盘芏有关保留、使用学位论文的规定， 有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和 借阅。本人授权逝姿态堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库 进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。 (必威体育官网网址的学位论文在解密后适用本授权书) 学位论文作者签名： 事羁试 导师签名 签字醐巾矗年。湖夕日 签字日期泪P，移年乡月f／日00 学位论文作者毕业后去向： 工作单位： 电话： 通讯地址： 邮编： 万方数据 致 致 谢 时间过得非常快，转眼已经要结束三年的研究生生活。研究生生涯中得到了众多老师 同学的帮助，收获了许多知识与美好的回忆。 从刚进入实验室时的茫然无措，到最后毕业论文的完成，首先要感谢的是导师陈积明 教授。陈老师具有极高的学术造诣，在我的科研工作中悉心指导，指点迷津，使我能很快 地找到科研的方向和要点。陈老师是一位良师，更是益友，在指导我开展科研的同时，也 对我生活学习中遇到的问题悉心解答。陈老师严谨的治学理念、勤奋的工作态度使我受益 匪浅。 还要感谢实验室的众多老师，他们都勤奋认真，在科研道路上给予了我众多的帮助。 贺诗波老师年轻有为，耐心地指导了我的论文写作。史治国老师是硬件设计与通信方面的 专家，解答了我许多科研上的疑惑。程鹏老师充满激情，在项目的进展中给与了我诸多指 引。林庆老师耐心细致，为我的学习生活创造了舒心的条件。 NESC研究组是一个家一般的大家庭，大家一起科研，一起成长。感谢刘浩师兄，像 个大哥哥照顾着我们525小分队：感谢张永敏师兄、李紫薇师姐、张茜师姐科研上的指导； 感谢龙科宇师兄、李灏师兄学习生活上的帮助：感谢王天驰、郑东旭、周扬、段晓明、杨 梓东、赵成成、张蓉等小伙伴在我科研与生活中的支持与鼓励；感谢陈敏师妹在科研实验 中的帮助与付出。 尤其要感谢我的爸爸妈妈，他们为我的成长创造了自由轻松的良好环境，提供了最温 暖的港湾。 崔现斌 2016年1月于浙江大学 万方数据 摘 摘 要 如今，周界入侵探测系统已经成为无线传感器网络(Wireless SensorNetworks，WSNs) 的重要应用之一，被广泛地布置在国境线、机场周边、海岸线等处用以探测非法入侵。由 于无线传感器节点体积小，感知、计算和通信等能力有限，容易因环境噪声或自身故障的 影响而使探测结果不准确。因此，设计和实现一套能抵抗环境噪声和传感器故障影响的可 容错周界入侵探测系统，充满挑战且意义重大。 本文阐述了周界入侵探测系统中传感器节点的有向概率感知模型、故障模型、网络模 型，在此基础上通过节点内容错算法、节点间容错算法、信任管理与故障节点判定算法三 个环节实现了系统的容错，并给出了相应的数学描述。在此基础上，设计并实现了系统硬 件的主控模块、组网模块、遥控模块、接口模块、GPRS模块、电源模块、防水外壳和接 口，完成了探测节点、汇聚节点的硬件组装。实现了探测节点、汇聚节点的嵌入式编程， 使上述两类节点可运行节点内容错算法，并可自动组网和将探测到的信息发送到控制中 心。系统的控制中心通过服务器编程实现，可运行节点间容错算法、信任管理与故障节点 判定算法，并完成数据的存储与展示。最后，通过实验验证了系统的容错性能，并通过仿 真分析了部署参数对系统性能的影响。 本文从实际应用场景出发．建立了周界入侵探测系统的模型，创新地提出了可容错周 界入侵探测算法并进行了数学推导。基于上述算法，设计硬件和软件，实现了能抵抗环境 噪声和传感器故障影响的可容错周界入侵探测系统。通过实验和仿真对系统的容错性能进 行了验证，结果显示该系统在实验和仿真中均有着良好的入侵探测效果。 关键词：周界入侵：入侵探测：容错算法；无线传感器网络；系统设计 万方数据 AbstractNowadays，perimeter Abstract Nowadays，perimeter intrusion detection system is becoming one of the most important appli— cations of wireless senor networks(WSNs)and has been wi