ad hoc络在集装箱堆场管理上的应用

ad hoc络在集装箱堆场管理上的应用 Ad hoc络在集装箱堆场管理上的应用 在集装箱堆场中，由于集装箱的数量很大，或翻箱作业等使得很难及时准确掌握集装箱的具 体位置。该文 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 了集装箱堆场管理方面的特点和Ad h络的特点，提出了一种基于Ad h络 的集装箱堆场的无线通信络的模型及其中的关键技术和问题。通过仿真，可以看出该 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 解 决了集装箱堆场管理中对集装箱具体位置的追踪问题。 关键词:集装箱;Ad h络;分簇; 路由 协议 离婚协议模板下载合伙人协议 下载渠道分销协议免费下载敬业协议下载授课协议下载 中图分类号:TP393文献标识码:A编号:1009-3044(2011)18-4313-03 The Appliatin f Ad h Netrk in ntainer Yard anageent HU Ning-ning (Date f Infratin Engineering llege, Shanghai aritie University, Shanghai 200135, hina) Abstrat: In the ntainer yard, due t the large nuber f ntainers,it as diffidult t trak the ntainer bx nuber tiely.In this paper,e analyzed the harateristis f ntainer yard anageent and the harateristis f Ad h netrk,and e prpsed a ireless uniatin netrk del f ntainer yard based n Ad h netrk and disussed se key tehnlgies and issues.The netrk used the ethd f lustering n ntainers, luster head and luster ebers used different ruting prtls.By the siulatin,e an see this ethd has slved the prble f extratin and transfer f the ntainers bx nuber nt tiely. Key rds: ntainer; Ad h netrk; luster; ruting prtl 由于集装箱运输具有私密性好、环境适 应能力强、运输成本低等其他运输方式都不可替代的优势，现在已经成为国际物流的主要运 输设备。然而，在集装箱堆场管理中还存在诸多问题:1)工作效率低下、工作方式落后。集 装箱的箱号仍然采取人工录用的方式。信息传递不及时、工作量大、差错率高;2)大部分堆 场处于凭人工经验作业的状态[1]。针对这一问题，国内外很多学者提出了不同的解决办法， 例如利用模式识别、RFID自动识别技术等。但大都局限于集装箱箱号的识别，对于在堆场 过程中集装箱位置改变后，如何搭建无线络准确判断出集装箱的具体位置成为现在要解决的 问题。 本文结合集装箱堆场的实际情况和需要，分析了Ad h络在搭建集装箱堆场无线络 上的优势，提出了一种基于Ad h络的集装箱堆场无线通信模型及需要解决的关键问题，该 模型采用对集装箱进行分簇，簇头和簇成员采用不同的路由协议，实现了对集装箱准确位置 的追踪。最后在NS2仿真工具上对该模型进行了仿真，且分析了其性能。 1 Ad h络和在集 装箱堆场管理上的应用 在本文的集装箱堆场中，假设每个集装箱都附有一个RFID电子标 签[2]，可以自动识别出集装箱的箱号等信息。那么覆盖集整个集装箱的无线络将采用Ad h 络技术。 在Ad h络中，每个节点均可独立地随即移动，在通信范围之内，相邻节点可以 直接通信，如果两个节点相距很远，则可以通过它们之间的一个或多个节点的无线转发实现。 Ad h络中的每个节点都担负着寻找路由和转发数据的功能。 Ad h络具有以下特点[4]: 1) Ad h络节点可以自由移动，使得移动自组没有固定拓扑，节点可以随时开机和关机，对系 统的稳定性没有影响。因此Ad h络健壮性比较好。 2)Ad h络中没有通信控制中心，节点 之间地位平等，通过分层协议和分布式算法互联成，无需任何预设的络设施。因此络具有很 强的抗毁性。 Ad h络的这些优点使得它在搭建集装箱堆场无线络上具有明显的优势。在 集装箱堆场中，由于集装箱的加入或撤出，或者由于翻箱作业而使集装箱的位置发生变化， Ad h络可以在不具备有线通信的情况下快速地搭建起一个稳定可靠的络通道，及时追踪到 变化后的集装箱位置和箱号等信息。 2 集装箱堆场管理中Ad h络解决的关键问题 Ad h 络组灵活、快速。但必须考虑几个关键问题[5]:1)特殊的共享无线信道的方式;2)动态变化 的络拓扑结构;3)节能问题等。在集装箱堆场中由于翻箱作业等导致络拓扑经常发生变化， 因此如何保证络的稳定性成为了首要问题。本文中主要从络结构的搭建和路由协议的选取方 面来解决这一问题。 2.1 络结构 Ad h络分为平面结构和分簇结构两种[6]。 在平面结构 中，所有节点的地位平等，络比较简单，无需任何的结构维护过程，但当规模扩大时节点需 要维护大量的路由信息，扩展性差;在分簇结构中，络被划分为簇，每一个簇由簇头和簇成 员构成，簇内成员功能比较简单，基本上不需要维护路由，因此扩展性比较好，适用于各种 场合。 图1 平面结构 图2 分簇结构 由于在集装箱堆场中，集装箱的数目比较多，且多 数情况下排列成规则的立方体形，因此采用分簇结构可以减少因翻箱作业等导致的络拓扑变化。这样集装箱的加入或撤出只会影响所属簇的拓扑变化，对其他的络拓扑没有任何影响。 本文中的分簇是以处于同一平面的集装箱为单位进行划分和管理，即处于同一平面的集装箱按照某一规则选举簇头，而处于不同平面的集装箱不会处于同一簇内。在簇内，节点按照作用分为簇头和簇成员节点，簇头负责协调和管理簇内节点以及簇成员之间的通信。考虑到节点的电源能量有限，簇头负责的工作负荷比较大，消耗的能量比较多，如何保证簇头节点正常工作成为首要考虑的问题，因此在簇形成的过程中，采用能量优先的选举原则进行簇头的选举。 2.2 路由协议 有线络中的路由协议一般都是基于距离矢量或基于链路状态的路由算法，而在Ad h络中，由于节点的移动特征，络的拓扑结构在不断的发生变化，这些路由算法不适合于Ad h络。如何迅速准确地选择到达目的节点的路由，成为了Ad h络的一个核心问题。目前适合于Ad h络的路由协议，根据路由驱动模式的不同，分为 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 驱动路由协议和按需路由协议[8]。 在表路由协议中，每个节点需要维护一个或多个路由表，路由表项包括目的节点、跳数和目的序号等，每个节点周期性的与邻居节点交换路由信息，来更新路由表。优点是时延小，比较容易实现路由的优化，但随着络规模的扩大，表驱动方式要维护大量的路由信息，系统的吞吐量会随之降低。DSDV协议就属于表路由协议。 在按需路由协议中，并不事先生成路由，只是在源节点需要时才这样做。按需路由协议一般分成两个阶段:路由发现和路由维护。当源节点需要到达目的节点的路由而路由表中没有该路由时路由发现才会被激活，路由建立后，就由某种路由维护程序进行维护。优点是吞吐量增加，但时延增大。其中包括DSR协议。 在集装箱堆场管理的Ad h络中，采用的是混合路由的方式，即按需路由协议和表路由协议综合使用的方式。在各个簇内的节点采取表路由协议的方式，而各个簇之间采取按需路由协议。这样可以实现表路由协议和按需路由协议的优势互补，使链路变化限定在局部范围内，从而减少了全广播的路由开销。在本文中，表路由协议采用DSDV，按需路由协议采用的是DSR。 3 仿真过程和性能分析 3.1 环境配置和性能指标 在本文中，为了描述集装箱堆场管理中的Ad h络的特点，采用的仿真工具是NS2。我们在500×500的区域内放置45个节点，节点的移动方向随即运动，且在仿真之前在TL脚本中提前设置节点所属的层次号(level_),无线传输的物理层和A层采用IEEE802.11协议，每秒发送一个512字节的分组。假设无线传输是理想的，即无差错和延时。这里我们把本文中的方案称为A。 3.2 性能分析 时延和路由开销是络性能的两个重要参数。时延指的是数据包在络中的传输时间，路由开销指的是发送数据包所需要的路由信息数。 比较仿真结果可以得出: 从图4中可以看出采用本文中的A在时延方面都优于DSDV和DSR，而且从总体上来看，A的平均时延比较均衡，主要是因为在本文的A中采用了对集装箱分簇的算法，在容易拥塞的节点进行分簇，平均了每个节点所承担