基于免沖突檢測(cè)時(shí)隙分配算法的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、數(shù)據(jù)采集和節(jié)點(diǎn)控制是無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)在工業(yè)控制應(yīng)用中的兩個(gè)主要功能。如何降低節(jié)點(diǎn)功耗、延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)壽命是通訊協(xié)議研究的重要問(wèn)題之一。目前主要的解決方法是利用休眠調(diào)度，通過(guò)減少偵聽(tīng)占空比來(lái)降低功耗。但是在偵聽(tīng)期使用沖突檢測(cè)算法和數(shù)據(jù)重傳算法，則限制了占空比的進(jìn)一步降低。本文利用時(shí)分復(fù)用/沖突檢測(cè)(簡(jiǎn)稱(chēng)TDMA/CA)系統(tǒng)改善這一問(wèn)題。
　　 TDMA/CA是一種介質(zhì)訪問(wèn)控制(簡(jiǎn)稱(chēng)MAC)協(xié)議，通過(guò)引入免沖突檢測(cè)時(shí)隙分配算法，減少了沖突檢

2、測(cè)和數(shù)據(jù)重傳產(chǎn)生的功耗開(kāi)銷(xiāo)，從而進(jìn)-步降低占空比。其關(guān)鍵技術(shù)是利用圖的3跳頂點(diǎn)著色算法解決時(shí)隙分配問(wèn)題。其優(yōu)勢(shì)在于：一是減少數(shù)據(jù)幀沖突率，提高能量利用率；二是支持同步確認(rèn)(ACK)幀，提高協(xié)議使用的靈活性。
　　 本文在TinyOS操作系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)了著色算法和通訊協(xié)議，在仿真環(huán)境和小規(guī)模節(jié)點(diǎn)實(shí)際環(huán)境中完成測(cè)試工作。測(cè)試結(jié)果表明，TDMA/CA與低功耗偵聽(tīng)(簡(jiǎn)稱(chēng)LPL)系統(tǒng)相比，沖突檢測(cè)和數(shù)據(jù)重傳的開(kāi)銷(xiāo)降低，在典型情況下占空比小于0