無線傳感器網(wǎng)絡(luò)S-MAC協(xié)議的改進(jìn)及實現(xiàn).pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(Wireless Sensor Networks, WSN)是由部署在監(jiān)測區(qū)域內(nèi)的大量傳感器節(jié)點組成,通過無線通信方式形成的一個多跳自組織的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),其目的是協(xié)作地感知、采集和處理網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域中監(jiān)測對象的信息,并發(fā)送給觀察者,可廣泛應(yīng)用于環(huán)境監(jiān)測、醫(yī)療護(hù)理、軍事、商業(yè)等領(lǐng)域。 媒體訪問控制(Medium Access Control, MAC)協(xié)議處于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的底層部分,主要用于在傳感器節(jié)點間公平有效地

2、共享通信媒介,對傳感器網(wǎng)絡(luò)的性能有較大影響。與傳統(tǒng)無線網(wǎng)絡(luò)不同,提高能量效率和可擴展性是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)MAC協(xié)議設(shè)計的主要目標(biāo)。設(shè)計和實現(xiàn)滿足無線傳感器網(wǎng)絡(luò)要求的MAC協(xié)議,具有非常重要的實際意義。 首先介紹了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)、MAC協(xié)議的設(shè)計要求以及已有的MAC層協(xié)議,討論了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)MAC層的主要能量消耗因素。 然后詳細(xì)介紹和分析了S-MAC協(xié)議,并在此基礎(chǔ)上,通過改進(jìn)其不足之處提出一種新的適用于無線傳感

3、器網(wǎng)絡(luò)的MAC協(xié)議方案。新方案采用了分級的EIED退避算法,提高了節(jié)點競爭的公平性；利用上層的路由信息改進(jìn)了原有自適應(yīng)監(jiān)聽機制,進(jìn)一步降低了節(jié)點空閑監(jiān)聽的能耗；提出了新的基于路由信息的全局時間表算法(Global Schedule Algorithm, GSA),與原有算法相比降低了實現(xiàn)的復(fù)雜度；采用自適應(yīng)握手機制提高了短信息的傳輸效率。 最后,在自主設(shè)計的傳感器網(wǎng)絡(luò)平臺上對所設(shè)計的MAC協(xié)議進(jìn)行了具體實現(xiàn),完成了硬件驅(qū)動程序、