基于數(shù)據(jù)收集協(xié)議的節(jié)能策略研究和實(shí)現(xiàn).pdf

1、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)通常用于對(duì)監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)的各種環(huán)境或?qū)ο筮M(jìn)行信息采集并傳送到基站處理，其中數(shù)據(jù)收集在此過(guò)程中占有重要的地位。很多數(shù)據(jù)收集應(yīng)用都位于人不可到達(dá)或環(huán)境惡劣的地區(qū)，節(jié)點(diǎn)電池?zé)o法得到替換，因此，如何延長(zhǎng)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的生命周期是數(shù)據(jù)收集應(yīng)用中需要考慮的關(guān)鍵因素之一。
　　 本文對(duì)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的節(jié)能策略進(jìn)行分類(lèi)研究和分析，重點(diǎn)分析了與MAC層相關(guān)的節(jié)能策略和存在的問(wèn)題，在此基礎(chǔ)上提出了適用于數(shù)據(jù)收集樹(shù)協(xié)議的相對(duì)同步的低能耗偵聽(tīng)

2、策略，并在Telosb實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上進(jìn)行了實(shí)現(xiàn)和測(cè)試驗(yàn)證。主要包括以下內(nèi)容：
　　 針對(duì)TinyOS2.x中典型的數(shù)據(jù)收集樹(shù)協(xié)議--CTP(Collection Tree Protocol)以及低能耗偵聽(tīng)LPL(Low Power Listeninng)進(jìn)行研究和分析，指出CTP-LPL中存在的一些能耗問(wèn)題，如長(zhǎng)前導(dǎo)、串聽(tīng)等問(wèn)題。
　　 研究和分析了無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中現(xiàn)有的節(jié)點(diǎn)策略，重點(diǎn)探討占空比節(jié)能策略，指出其存在的問(wèn)題，提

3、出適用于CTP協(xié)議的節(jié)能策略--相對(duì)同步的低能耗偵聽(tīng)SLPL(relative time Synchronization Low Power Listening)。相對(duì)同步的低能耗偵聽(tīng)SLPL采用與FTSP(Flooding Time Synchronization Protocol)協(xié)議基本相同的時(shí)間同步機(jī)制，對(duì)任意鄰居節(jié)點(diǎn)的休眠調(diào)度進(jìn)行準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)，實(shí)現(xiàn)與鄰居節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)傳輸。
　　 研究和分析了TinyOS2.x協(xié)議棧中與CT

4、P和LPL低能耗偵聽(tīng)相關(guān)的組件的應(yīng)用問(wèn)題，在些基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)CTP-SLPL，并通過(guò)比較實(shí)驗(yàn)分析其能耗和延遲性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：CTP-SLPL能耗降低30％-55％以上，延長(zhǎng)了網(wǎng)絡(luò)壽命，但由于節(jié)點(diǎn)存在休眠，導(dǎo)致其延遲性的增加。因此，CTP-SLPL適用于數(shù)據(jù)收集頻率較低、網(wǎng)絡(luò)延遲較不敏感的數(shù)據(jù)收集網(wǎng)絡(luò)。
　　 目前基于CTP的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)被廣泛應(yīng)用，本文針對(duì)CTP提出的相對(duì)同步的低能耗偵聽(tīng)策略的研究及成果，具有一定的理論創(chuàng)新