CSMA-CA協(xié)議在傳感器網(wǎng)絡中的應用與改進.pdf

1、近年來，隨著無線通信技術、傳感器技術、信息采集和處理技術的飛速發(fā)展，低成本、低功耗的無線傳感器節(jié)點得到大規(guī)模應用，而大量傳感器節(jié)點通過自組織方式構成全分布的無線傳感器網(wǎng)絡。它是一種新型的、無基礎設施的無線網(wǎng)絡，能夠實時監(jiān)測、感知和采集各種環(huán)境或監(jiān)測對象的信息，并對其進行處理，傳送給監(jiān)測者。無線傳感器網(wǎng)絡是通信網(wǎng)絡的一個新的研究方向，在軍事、建筑、農業(yè)、環(huán)境監(jiān)測、醫(yī)療等領域具有十分廣闊的應用前景。 無線傳感器網(wǎng)絡典型工作方式如下：

2、使用飛行器將大量傳感器節(jié)點(數(shù)量從幾百到幾千個)拋撒到感興趣區(qū)域，節(jié)點通過自組織快速形成一個無線網(wǎng)絡。由于節(jié)點數(shù)量眾多，且為隨機投放，使其難以更換電源，故節(jié)能成為傳感器網(wǎng)絡研究的一個核心問題，射頻模塊是節(jié)點中最大耗能部件，是優(yōu)化的主要目標，MAC協(xié)議直接控制射頻模塊，對節(jié)點功耗有重大影響。因而制定出合適的MAC層協(xié)議來減小節(jié)點功耗，同時避免碰撞，保證高傳輸成功率成為無線傳感器網(wǎng)研究中的一個熱點。 本文首先闡述無線傳感器網(wǎng)絡的概念

3、和MAC層在無線傳感器網(wǎng)絡中的作用，交待了設計背景；接下來，介紹了無線傳感器網(wǎng)絡體系結構、特點和應用領域；然后，深入分析了無線傳感器網(wǎng)絡MAC層特點，比較了多種現(xiàn)存MAC接入方式，并在此基礎上，對CSMA/CA協(xié)議加以改進，提出一個適應無線傳感器網(wǎng)絡特點的MAC層協(xié)議。 本文主要改進為：1.引入S-MAC協(xié)議的周期睡眠機制以達到節(jié)能目的。2．改進退避算法，在偵聽信道前引入一段隨機延時和采用定長退避窗口以提高傳輸成功率。最后在VC