事件驅(qū)動型無線傳感器網(wǎng)絡技術研究.pdf

1、集成了傳感器、微機電系統(tǒng)和網(wǎng)絡三大技術的傳感器網(wǎng)絡作為一項新型的信息采集和處理技術，日益受到國內(nèi)外的高度重視，在軍事、環(huán)境監(jiān)測、健康護理、智能家居、建筑物狀態(tài)監(jiān)控、復雜機械監(jiān)控、城市交通、空間探索、大型車間和倉庫管理，以及機場、大型工業(yè)園區(qū)的安全監(jiān)測等領域具有廣闊的應用前景。 傳感器網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)采集方式因具體需要不同而有多種方式，在事件驅(qū)動型無線傳感器網(wǎng)絡中只有當監(jiān)測到事件時才開始采集數(shù)據(jù)并發(fā)送到匯聚節(jié)點，即只把有價值的信息傳送給

2、匯聚節(jié)點，這樣既滿足了監(jiān)測的需要又節(jié)省了能量。 由于傳感器節(jié)點主要由干電池供電，一旦能量用盡就不便對其充電或更換電池，這使得能量受限成了無線傳感器網(wǎng)絡的一個重要特性，因此，如何有效地使用有限的能源是無線傳感器網(wǎng)絡的一項核心技術。本文主要為延長網(wǎng)絡生存期而進行研究，主要內(nèi)容如下： 首先，分析了對網(wǎng)絡能量消耗有重要影響的無線傳感器網(wǎng)絡MAC層協(xié)議。先分析了網(wǎng)絡的能量消耗情況及造成能量消耗的主要原因，提出MAC層協(xié)議的研究領域

3、存在的問題和挑戰(zhàn)，以及MAC協(xié)議的設計目標。然后將已有的MAC協(xié)議分成了三類：基于競爭類，無沖突類和混合類。 其次，分別選出每類中典型的協(xié)議(S-MAC、DMAC和SMCS/EAR)進行了簡要分析，并使用網(wǎng)絡仿真器ns-2仿真了S-MAC協(xié)議和DMAC協(xié)議。對MAC層和路由協(xié)議的跨層設計進行了研究，對比了CSMA MAC協(xié)議分別和實時搜尋(LRTA)、被約束的洪泛(CF)以及傳感器驅(qū)動關注能量的螞蟻路由(SC)結(jié)合時的性能，使用

4、能量消耗、延遲和傳輸成功率三個性能指標來對比其性能， 最后，本文對事件驅(qū)動型無線傳感器網(wǎng)絡進行了研究。使用了簡單的CSMA機制和定向路由的結(jié)合，從網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)及合理分布冗余節(jié)點的角度提出了延長事件驅(qū)動型無線傳感器網(wǎng)絡生存期的能量管理策略。將監(jiān)測區(qū)域的無線傳感網(wǎng)絡劃分成基于正六邊形網(wǎng)格的分層結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡，各層網(wǎng)格內(nèi)的冗余節(jié)點數(shù)按最優(yōu)分布條件由內(nèi)層向外層依次遞減，仿真計算了不同層數(shù)和不同突發(fā)事件出現(xiàn)概率(p)值的網(wǎng)絡生存周期，并與傳感器節(jié)點