基于物联网的面向环境监测用的协议研究开题报告

1. 研究目的与意义

物联网技术的发展，为环境监测提供有效的监测手段。

运用物联网技术检测对人类和环境有影响的各种物质含量、排放量、环境状态参数和跟踪环境质量的变化，为环境管理、污染治理、防灾减灾等工作提供基础信息，为环境监督、执法提供可靠、有力证据。

物联网把传感器嵌入或置入需要检测的物体中，传感器实时采集现场的数据信息，然后通过网络，将数据发送到检测中心，达到监测人员、监测中心对基础设施实时有效的监测。

2. 国内外研究现状分析

物联网所联通的物品多种多样，所采用的通信方式也很多，要实现广泛的互联互通，特别需要有统一、规范的标准，包括通信协议、程序接口等。

目前，不仅在国内，而且在全球，物联网所涉及的很多领域都尚未建立统一的标准。

如短距离通信技术协议众多，包括蓝牙、wifi、红外数据传输、zigbee等，物联网中如何有效整合各种协议或进行有效兼容，尚未取得一致意见。

3. 研究的基本内容与计划

研究内容：研究基于物联网的面向环境监测应用的传感节点的布置策略，并设计出一个路由策略，两者优化结合，为实际环境监测应用提供方案支持。对一些经典的分层路由协议进行了分析，重点分析几种典型网络路由协议如泛洪协议(Flooding)、SPIN协议、DD协议和LEACH协议。并对其工作原理和工作过程，以及性能进行分析和比较，指出这些路由策略的适用范围和目前存在的一些问题。分层路由协议在鲁棒性、节能型和可扩展性方面有很大优势，在分层的基础上进行设计，选择环境监测最合适的路由协议。指出路由协议的设计对网络性能的影响，提出一种基于生成树的路由策略，验证所提策略的有效性，对该路由策略进行仿真，并对结果进行性能分析。针对目前无线传感器网络路由协议存在的问题，提出一种基于生成树的路由策略，并详细描述了路由的建立和维护过程。并采用网络仿真工具NS2对该路由策略进行仿真，验证该路由协议的可行性，并对该路由协议的性能进行分析。根据环境监测的传感特点和应用需求，选择TinyOS操作系统，基于组件化编程语言NesC编写，充分利用传感器节点的有限硬件资源，实现方案最大化。

研究计划： 1)2013年12月-2014年1:查阅相关文献，了解本设计的研究现状，确定主要设计内容、 设计思想及工作方法，完成开题报告。 2)2014年2月2014年3月:开题答辩，完成相关框架设计，完成相关的编程设计。 3)2014年3月2014年4月:进行调试，完善系统的相关功能，记录调试故障等相关信息，为毕业设计论文做好准备。 4)2014年5月2014年6月:完成毕业设计论文初稿和完善设计系统。 5)2014年6月中旬:修改毕业论文，整理相关资料，准备毕业答辩。

4. 研究创新点

基于物联网技术的生态环境监测系统，该系统可以根据监测区域的大小和特征分为若干个分簇，每个分簇采用自组织方式进行通信，且每个传感器节点具有生态环境分簇区域内待监测数据类型的选择、采集数据、存储数据、筛选有用数据信息等功能。