基于物聯(lián)網(wǎng)的通信節(jié)點與MAC協(xié)議研究與設(shè)計.pdf

1、物聯(lián)網(wǎng)是新一代信息技術(shù)的重要組成部分，是信息產(chǎn)業(yè)的又一次跨越式發(fā)展。物聯(lián)網(wǎng)最直接的應用體現(xiàn)就是無線傳感網(wǎng)絡，無線通信節(jié)點和MAC協(xié)議屬于無線通信網(wǎng)絡的最低層，它是整個系統(tǒng)通信和信息感知的基礎(chǔ)。但隨著物聯(lián)網(wǎng)的高速發(fā)展，相關(guān)的技術(shù)卻不能滿足當前的需求，傳感節(jié)點和MAC協(xié)議也成了無線通信網(wǎng)絡在物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)發(fā)展上的瓶頸。
　　本文針對短距離無線通信網(wǎng)絡在物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)存在的一些問題，以廣東順德區(qū)的智慧城市產(chǎn)業(yè)項目為背景，對無線通信節(jié)點和MAC協(xié)

2、議做出更深一步的比較和研究。結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)的多元化應用特性，對現(xiàn)有的無線通信網(wǎng)絡節(jié)點和MAC協(xié)議進行設(shè)計和改進。本文主要的研究內(nèi)容包括：通過對物聯(lián)網(wǎng)的層次結(jié)構(gòu)和相關(guān)特點進行分析以及對當前短距離無線通信系統(tǒng)中的硬件設(shè)備進行比較分析，結(jié)合行業(yè)背景，設(shè)計出一套合適的硬件系統(tǒng)；根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)的特點，對現(xiàn)有系統(tǒng)中的主節(jié)點和子節(jié)點加入了身份ID編碼，在此基礎(chǔ)上設(shè)計了系統(tǒng)中各個層次的無線網(wǎng)絡通信幀格式，使系統(tǒng)更利于后期的擴展和優(yōu)化；針對傳統(tǒng)無線通信網(wǎng)絡系統(tǒng)中

3、，各個傳感器節(jié)點位置是固定的，沒有考慮節(jié)點位置變化對通信網(wǎng)絡性能的影響，通過對目前基于競爭方式類的MAC協(xié)議進行比較分析，提出了在物聯(lián)網(wǎng)無線通信系統(tǒng)上基于虛擬簇形成的MAC協(xié)議。同時針對大規(guī)模無線節(jié)點通信時信道沖突和數(shù)據(jù)碰撞問題，對CSMA/CA機制中的退避算法做了相應地改進；最后，根據(jù)提出的MAC協(xié)議的設(shè)計思想，對系統(tǒng)中的MAC協(xié)議進行了理論分析和軟件仿真，并把設(shè)計的無線通信節(jié)點和MAC協(xié)議放到智能家居系統(tǒng)項目和智能電梯監(jiān)控系統(tǒng)中進行