基于數(shù)據(jù)收集協(xié)議的節(jié)能策略研究和實現(xiàn).pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡通常用于對監(jiān)測區(qū)域內的各種環(huán)境或對象進行信息采集并傳送到基站處理，其中數(shù)據(jù)收集在此過程中占有重要的地位。很多數(shù)據(jù)收集應用都位于人不可到達或環(huán)境惡劣的地區(qū)，節(jié)點電池無法得到替換，因此，如何延長無線傳感器網(wǎng)絡的生命周期是數(shù)據(jù)收集應用中需要考慮的關鍵因素之一。
　　 本文對無線傳感器網(wǎng)絡的節(jié)能策略進行分類研究和分析，重點分析了與MAC層相關的節(jié)能策略和存在的問題，在此基礎上提出了適用于數(shù)據(jù)收集樹協(xié)議的相對同步的低能耗偵聽

2、策略，并在Telosb實驗平臺上進行了實現(xiàn)和測試驗證。主要包括以下內容：
　　 針對TinyOS2.x中典型的數(shù)據(jù)收集樹協(xié)議--CTP(Collection Tree Protocol)以及低能耗偵聽LPL(Low Power Listeninng)進行研究和分析，指出CTP-LPL中存在的一些能耗問題，如長前導、串聽等問題。
　　 研究和分析了無線傳感器網(wǎng)絡中現(xiàn)有的節(jié)點策略，重點探討占空比節(jié)能策略，指出其存在的問題，提

3、出適用于CTP協(xié)議的節(jié)能策略--相對同步的低能耗偵聽SLPL(relative time Synchronization Low Power Listening)。相對同步的低能耗偵聽SLPL采用與FTSP(Flooding Time Synchronization Protocol)協(xié)議基本相同的時間同步機制，對任意鄰居節(jié)點的休眠調度進行準確的預測，實現(xiàn)與鄰居節(jié)點的數(shù)據(jù)傳輸。
　　 研究和分析了TinyOS2.x協(xié)議棧中與CT

4、P和LPL低能耗偵聽相關的組件的應用問題，在些基礎上設計和實現(xiàn)CTP-SLPL，并通過比較實驗分析其能耗和延遲性。實驗結果表明：CTP-SLPL能耗降低30％-55％以上，延長了網(wǎng)絡壽命，但由于節(jié)點存在休眠，導致其延遲性的增加。因此，CTP-SLPL適用于數(shù)據(jù)收集頻率較低、網(wǎng)絡延遲較不敏感的數(shù)據(jù)收集網(wǎng)絡。
　　 目前基于CTP的無線傳感器網(wǎng)絡被廣泛應用，本文針對CTP提出的相對同步的低能耗偵聽策略的研究及成果，具有一定的理論創(chuàng)新