低功耗自組網(wǎng)抄表協(xié)議棧的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、傳統(tǒng)的抄表方式為人工入戶(hù)抄表，這種抄表方式存在眾多弊端，如工作強(qiáng)度大、效率低，管理費(fèi)用高，存在讀數(shù)誤差等。為了解決以上問(wèn)題，一些新的抄表方式應(yīng)運(yùn)而生。無(wú)線(xiàn)抄表方式高效簡(jiǎn)捷、實(shí)用性強(qiáng)，隨著無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)的不斷發(fā)展，用無(wú)線(xiàn)的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信成為一種用戶(hù)可以接受的主要通信方式。
　　本論文旨在從無(wú)線(xiàn)抄表系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用出發(fā)，以大規(guī)模組網(wǎng)為核心問(wèn)題，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)一款低功耗自組網(wǎng)抄表協(xié)議棧。設(shè)計(jì)完成的協(xié)議棧包括物理層、多媒體訪(fǎng)問(wèn)控制層(Med

2、ium Access Control，MAC)、網(wǎng)絡(luò)層以及應(yīng)用層，并且運(yùn)行在BOS操作系統(tǒng)上。其中，MAC層和網(wǎng)絡(luò)層為協(xié)議棧的設(shè)計(jì)重點(diǎn)。MAC層的設(shè)計(jì)包括安全可靠性設(shè)計(jì)，沖突避免機(jī)制設(shè)計(jì)以及睡眠喚醒機(jī)制設(shè)計(jì)，提出了基于多信道預(yù)約的載波偵聽(tīng)多路訪(fǎng)問(wèn)機(jī)制(Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection-Multi-Channel Reservation，CSMA/CA-MCR)機(jī)

3、制以及改進(jìn)的異步喚醒機(jī)制，有效的避免了網(wǎng)絡(luò)中的沖突問(wèn)題并且降低了持續(xù)偵聽(tīng)?zhēng)?lái)的能量消耗。網(wǎng)絡(luò)層側(cè)重于組網(wǎng)以及路由的設(shè)計(jì)，提出全網(wǎng)地址的概念，有效的減少了硬件開(kāi)銷(xiāo)以及路由查詢(xún)帶來(lái)的能量消耗。
　　本論文給出了協(xié)議棧的具體實(shí)現(xiàn)，并進(jìn)行了100節(jié)點(diǎn)規(guī)模的組網(wǎng)性能測(cè)試、功耗測(cè)試以及應(yīng)用功能測(cè)試。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本論文所設(shè)計(jì)的低功耗自組網(wǎng)抄表協(xié)議棧能夠滿(mǎn)足抄表的基本要求，具有準(zhǔn)確性與及時(shí)性，并且對(duì)進(jìn)一步開(kāi)發(fā)更加完善的智能抄表系統(tǒng)具有借鑒意義。