面向物聯(lián)網(wǎng)應用的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)能MAC協(xié)議的研究.pdf

1、隨著物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展,人們對其關(guān)鍵技術(shù)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的性能要求會越來越高。不只是需要滿足網(wǎng)絡(luò)的可靠性能,同時對于網(wǎng)絡(luò)的生存壽命也提出了更高要求。影響網(wǎng)絡(luò)生存壽命的一個關(guān)鍵因素是網(wǎng)絡(luò)能量受限,因此節(jié)能成為了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議設(shè)計需要重點考慮的問題。
　　 在深入研究了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)鏈路層現(xiàn)已存在的MAC協(xié)議基礎(chǔ)上,本文考慮到傳感器節(jié)點感知數(shù)據(jù)存在一定的可靠性和空間相關(guān)性,以及在實際的應用環(huán)境中傳感器網(wǎng)絡(luò)任務負載總是不斷變化這些

2、特點,由此設(shè)計出兩種新的節(jié)能的MAC協(xié)議,對延長無線傳感器網(wǎng)絡(luò)壽命具有重要意義。
　　 第一種:基于感知數(shù)據(jù)可靠性與空間相關(guān)性節(jié)能MAC協(xié)議。該協(xié)議建立一個圓環(huán)狀空間相關(guān)性模型,推出了在此模型基礎(chǔ)上失真度與節(jié)點選擇的關(guān)系；根據(jù)節(jié)點采集數(shù)據(jù)的可靠性,對傳感器節(jié)點進行了選擇,可靠性高的節(jié)點在信道競爭時賦予更高的傳輸優(yōu)先級,同時抑制不可靠性節(jié)點數(shù)據(jù)的傳輸；為了避免數(shù)據(jù)碰撞采用了新的退避方法,確保網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的可靠性和有效性。
　　

3、 第二種:適用于網(wǎng)絡(luò)負載突變節(jié)能MAC協(xié)議。該協(xié)議考慮了傳感器節(jié)點的數(shù)據(jù)具有冗余性問題,對不同等級的節(jié)點采取不同調(diào)度方法,并根據(jù)網(wǎng)絡(luò)負載的突變,動態(tài)調(diào)整節(jié)點的偵聽和休眠時間,解決了網(wǎng)絡(luò)能耗與延時之間的不公平問題,能夠更好的滿足網(wǎng)絡(luò)的復雜變化環(huán)境。
　　 在Linux系統(tǒng)下,采用NS2模擬工具對兩種新的節(jié)能MAC協(xié)議進行仿真。通過從網(wǎng)絡(luò)的能耗、時間延時、吞吐量等方面的對比分析,可以看出兩種新的節(jié)能MAC協(xié)議在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)應用中表