Contiki系統(tǒng)下無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)信道切換技術(shù)研究.pdf

1、近些年，無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的規(guī)模不斷擴(kuò)大，導(dǎo)致頻率利用率降低、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通信質(zhì)量下降等問(wèn)題突顯，難以滿足用戶對(duì)高性能傳感器網(wǎng)絡(luò)的需求。為解決以上問(wèn)題，需要進(jìn)一步研究無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的頻率管理方式，根據(jù)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)，對(duì)信道切換技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化，提高網(wǎng)絡(luò)的通信質(zhì)量。最終實(shí)現(xiàn)一種輕量級(jí)、穩(wěn)定的信道切換技術(shù)，對(duì)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用和發(fā)展有一定的現(xiàn)實(shí)意義。
　　本文首先對(duì)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的信道切換技術(shù)研究進(jìn)行了綜述；然后，對(duì)IEEE802.15.4

2、協(xié)議棧的MAC層進(jìn)行優(yōu)化，并搭建硬件平臺(tái)，將優(yōu)化后的協(xié)議移植到Contiki操作系統(tǒng)中，在硬件平臺(tái)上對(duì)信道切換技術(shù)進(jìn)行研究；最后，通過(guò)仿真軟件模擬現(xiàn)實(shí)網(wǎng)絡(luò)，評(píng)估信道切換技術(shù)的性能和實(shí)用性。主要研究工作如下：
　　1、闡述無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的信道切換技術(shù)的研究?jī)?nèi)容。對(duì)現(xiàn)有的頻率管理技術(shù)進(jìn)行了全面分析，結(jié)合無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)特點(diǎn)，明確信道切換技術(shù)適用的頻率管理方式，突出了信道切換技術(shù)應(yīng)用于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢(shì)，證明該技術(shù)可用于解決信道質(zhì)

3、量下降的問(wèn)題。并進(jìn)一步研究了實(shí)現(xiàn)信道切換技術(shù)所必需的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)等相關(guān)技術(shù)支持。
　　2、優(yōu)化信道切換的MAC層協(xié)議，并搭建硬件平臺(tái)。結(jié)合通信協(xié)議棧的特點(diǎn)和工作原理，在現(xiàn)實(shí)網(wǎng)絡(luò)中優(yōu)化MAC層協(xié)議設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)信道切換技術(shù)；并在現(xiàn)有項(xiàng)目基礎(chǔ)上搭建硬件平臺(tái)，主要包括終端節(jié)點(diǎn)的電路設(shè)計(jì)、射頻模塊設(shè)計(jì)和性能測(cè)試。最后，將信道切換的相關(guān)協(xié)議移植到硬件平臺(tái)上，在系統(tǒng)中完整的實(shí)現(xiàn)信道切換技術(shù)，其中硬件平臺(tái)的搭建為理論研究提供現(xiàn)實(shí)依據(jù)。
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4、、使用Opnet軟件對(duì)信道切換技術(shù)進(jìn)行了網(wǎng)絡(luò)仿真和性能測(cè)試。根據(jù)硬件條件和協(xié)議棧優(yōu)化情況建立網(wǎng)絡(luò)模型，在模擬環(huán)境中實(shí)現(xiàn)信道切換技術(shù)，對(duì)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進(jìn)行性能分析。先建立簡(jiǎn)單的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，逐漸增加網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋸?fù)雜度、擴(kuò)大網(wǎng)絡(luò)規(guī)模，深入研究這些因素對(duì)信道切換技術(shù)性能的影響。通過(guò)對(duì)仿真結(jié)果的分析，證明了信道切換技術(shù)的優(yōu)越性和實(shí)用性，在解決信道質(zhì)量下降的前提下，保證了一定的成功率。同時(shí)，本文對(duì)可使用信道切換技術(shù)的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的性能和應(yīng)用場(chǎng)景提供了指導(dǎo)性意