面向數(shù)據(jù)采集的無(wú)線多跳輪詢網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、近年來(lái)，無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。特別它應(yīng)用于野外的環(huán)境監(jiān)測(cè)，如森林火災(zāi)、洪水地震、文物保護(hù)的監(jiān)控。但無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)的傳輸距離近，在野外大規(guī)模部署的復(fù)雜環(huán)境下，傳感器節(jié)點(diǎn)采集的數(shù)據(jù)如何快捷、可靠地獲取是個(gè)難點(diǎn)。 針對(duì)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)距離的數(shù)據(jù)采集，有很多應(yīng)用采用了一種低成本的遠(yuǎn)距離透明傳輸設(shè)備，如數(shù)傳電臺(tái)、數(shù)傳模塊。它不依賴于電信基礎(chǔ)設(shè)施，可靠傳輸距離達(dá)幾公里。但傳輸速率低，無(wú)沖突檢測(cè)和信道估計(jì)的功能，缺乏網(wǎng)絡(luò)自組織能力，

2、進(jìn)一步限制了網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的擴(kuò)大和傳輸可靠性的提高。 為此，本文構(gòu)建了一個(gè)多跳無(wú)線網(wǎng)絡(luò)：該網(wǎng)絡(luò)由一個(gè)路由節(jié)點(diǎn)和多個(gè)中繼節(jié)點(diǎn)構(gòu)成。中繼節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)將無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到路由節(jié)點(diǎn)。路由節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)將數(shù)據(jù)從中繼節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)到Internet網(wǎng)絡(luò)。路由節(jié)點(diǎn)通過(guò)源路由的方法對(duì)中繼節(jié)點(diǎn)進(jìn)行輪詢，并獲取數(shù)據(jù)，輪詢路徑可以多跳，輪詢路由在路由節(jié)點(diǎn)中集中計(jì)算，各節(jié)點(diǎn)間的信道質(zhì)量也從中繼節(jié)點(diǎn)得到。 在針對(duì)上述網(wǎng)絡(luò)的協(xié)議中，由于中繼節(jié)點(diǎn)的硬件沒(méi)有信道估

3、計(jì)的能力，本文運(yùn)用統(tǒng)計(jì)包傳輸成功率的方法估計(jì)自身與鄰居節(jié)點(diǎn)的信道質(zhì)量。在被路由節(jié)點(diǎn)輪詢到時(shí)，各中繼節(jié)點(diǎn)將這些信道質(zhì)量連同數(shù)據(jù)一起發(fā)給路由節(jié)點(diǎn)。路由節(jié)點(diǎn)在獲取了整個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)間的信道質(zhì)量之后，集中式地計(jì)算各鏈路的通信代價(jià)，通過(guò)Dijkstra算法找出到每個(gè)中繼節(jié)點(diǎn)代價(jià)最小的鏈路。然后，路由節(jié)點(diǎn)即可運(yùn)用源路由的方式輪詢中繼節(jié)點(diǎn)。該協(xié)議能使網(wǎng)絡(luò)中的各節(jié)點(diǎn)避免信號(hào)沖突，使各鏈路的傳輸效率達(dá)到最優(yōu)。 基于上述協(xié)議，本文設(shè)計(jì)了路由節(jié)點(diǎn)和中繼節(jié)