無線傳感器網(wǎng)絡(luò)高效節(jié)能策略研究.pdf

1、隨著微電子和微電機(jī)系統(tǒng)、無線通信、信號處理這三個技術(shù)領(lǐng)域近年來的飛速發(fā)展，一個嶄新的研究領(lǐng)域成為國內(nèi)外關(guān)注的熱點，這就是基于大量微型無線傳感器構(gòu)造的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)使邏輯上的信息世界與真實的物理世界緊密結(jié)合，實現(xiàn)真正的“普適計算”，將改變未來人與自然的交互方式。傳感器節(jié)點數(shù)目巨大、分布范圍廣且不能補(bǔ)充能量，存在嚴(yán)重的能量約束，能量管理對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)十分重要。 本文以無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的高效節(jié)能技術(shù)為主線，在介紹了無線

2、傳感器網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)、特征、應(yīng)用和研究進(jìn)展之后，論述了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)能耗管理的重要性并對其分類，然后依據(jù)此分類分別從節(jié)點級、鏈路級和網(wǎng)絡(luò)級三個層面上對近年來研究者們針對該網(wǎng)絡(luò)提出的高效節(jié)能技術(shù)做了總結(jié)。 接著研究了高效節(jié)能的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的MAC協(xié)議。在給出無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的MAC協(xié)議評價標(biāo)準(zhǔn)和主要能耗因素后，按照節(jié)點的組織方式對現(xiàn)有的MAC協(xié)議進(jìn)行分類，對每類中具有代表性的協(xié)議定性分析其節(jié)能策略，然后在對典型協(xié)議進(jìn)行仿真的基礎(chǔ)上

3、對節(jié)能策略做定量分析。 然后針對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點密集的特點，在被認(rèn)為是其理想實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)的IEEE802.15.4中引入了功率控制機(jī)制。在分析了IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)中引入功率控制機(jī)制的必要性和可行性后對改進(jìn)的算法做了描述，仿真結(jié)果表明引入功率控制機(jī)制以后在較高超幀階下可以節(jié)約能耗達(dá)50％左右。 最后針對事件驅(qū)動類無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用特點，引入不均勻環(huán)帶模型和地址編碼，并在此基礎(chǔ)上設(shè)計路由和MAC協(xié)議，分析結(jié)果表明在