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文檔簡介
1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是一個涉及多學科的研究領(lǐng)域,綜合了無線通信技術(shù)、分布式信息技術(shù)、嵌入式技術(shù)和無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。由于應(yīng)用環(huán)境的特殊性,傳感器節(jié)點還需要具有低功耗、低成本等特點。功耗作為限制無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展的主要因素,近年來一直是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)研究的重點。
目前,節(jié)點通常采用單頻段睡眠喚醒方式來降低功耗,進而延長節(jié)點的使用壽命。這種睡眠喚醒方式存在兩個缺點:第一,功耗較高。網(wǎng)絡(luò)中各節(jié)點需要定時醒來做時鐘同步并判斷是否有通信請
2、求,大量的能量消耗在維持系統(tǒng)中各節(jié)點同步上,而用于有效信息通信的能量僅占總功耗的小部分。第二,系統(tǒng)實時性差。系統(tǒng)僅能在指定的時間進行數(shù)據(jù)通信,無論通信事件何時發(fā)生都只能等到節(jié)點定時酲來之后完成通信任務(wù)。為了解決這兩個問題,本文基于低頻喚醒技術(shù)設(shè)計雙頻段無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點,使節(jié)點在傳統(tǒng)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點功能之外具有可被低頻信號喚醒的功能。即協(xié)調(diào)器節(jié)點通過125kHz低頻信號喚醒傳感器節(jié)點,傳感器節(jié)點從125kHz頻段的信號中獲取能量并及時
3、喚醒自己。以此功能為基礎(chǔ),解決雙頻段低功耗節(jié)點的組網(wǎng)問題,即針對基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)下的主從星型網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)對IEEE802.15.4標準MAC協(xié)議進行修改,采用低頻喚醒幀代替標準協(xié)議中的信標幀,用主動的低頻喚醒代替被動的時鐘同步,達到降低網(wǎng)絡(luò)整體功耗和提高網(wǎng)絡(luò)實時性的目的。
性能分析及仿真結(jié)果表明,基于低頻喚醒技術(shù)的雙頻段無線傳感器網(wǎng)絡(luò)相比于采用睡眠喚醒機制的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)具有更高的實時性和更低的功耗,適用于基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)下的環(huán)境監(jiān)測
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