面向交通信息采集的无线传感器网络拥塞控制算法研究

【摘要】交通信息采集在智能交通系统中占有重要的地位,它是对交通状态判断、对交通流控制以及对紧急事件快速反应的依据。而无线传感器网络(WSN)是一种全新的信息采集与处理技术,由于其成本低廉、管理方便、扩展性好等特性,近年来已引起社会的广泛关注。将无线传感器网络应用于智能交通信息采集系统中,能有效地保证智能交通系统的高效性。但由于无线传感器网络是一个自组织、多跳多对一、链路易受干扰、拓扑动态变化的网络,这些特点很容易引起网络拥塞,从而导致吞吐量下降、时延增大、数据丢失以及能量消耗过快等问题,严重影响网络服务质量。因此,若要提高交通信息采集的可靠性和实时性,就必须缓解无线传感器网络的拥塞。本文将无线传感器网络应用于交通信息采集系统的网络中,大大减少了运维成本,提高了交通信息采集的效率。文章首先对无线传感器网络进行了详细的介绍与分析,在此基础上分析了无线传感器网络在智能交通信息采集系统中的应用,并设计了面向交通信息采集系统的WSN组网方案。在分析了该方案中网络的规模特点后,最后阐述了在该方案中可能存在的拥塞问题。为了缓解无线传感器网络的拥塞现象,本文提出了一种高性能拥塞控制(HPCC)算法。针对单一拥塞检测无法准确预测网络负载情况问题,该算法根据队列占用率和拥塞持续时间定义拥塞预知状态指数,并通过对拥塞状态指数的判断,来准确预测拥塞趋势；为了避免最优路径失效导致网络瘫痪的问题,该算法基于TOPSIS理论思想构建选择模型,在拥塞节点周围建立临时最佳路径进行分流调节并将节点拥塞程度,剩余能量,距离原路径跳数以及信道接入率作为下一跳节点选择依据。实验结果表明,该算法能有效准确地检测拥塞,提高网络吞吐量,减小时延,降低能耗,保证数据的逼真度。
【作者】郁鑫；
【导师】曹洁；
【作者基本信息】兰州理工大学，通信与信息系统，2014，硕士
【关键词】交通信息采集；无线传感网络；TOPSIS理论思想；拥塞控制；分流调节；

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