無線傳感器網(wǎng)絡(luò)匯聚節(jié)點(diǎn)可靠性研究.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WSN)是當(dāng)前國(guó)內(nèi)外傳感器技術(shù)領(lǐng)域的熱點(diǎn)研究課題，在軍事和民用領(lǐng)域有著非常廣闊的應(yīng)用前景。可靠性是網(wǎng)絡(luò)性能的一個(gè)重要指標(biāo)，在對(duì)可靠性要求較高的應(yīng)用領(lǐng)域，確保網(wǎng)絡(luò)的可靠性尤為重要。目前國(guó)內(nèi)外關(guān)于WSN可靠性研究的成果較多，但是主要從網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?、可靠協(xié)議和應(yīng)用層故障糾錯(cuò)等方面提高網(wǎng)絡(luò)可靠性，從網(wǎng)絡(luò)底層設(shè)備考慮可靠性的較少。節(jié)點(diǎn)是網(wǎng)絡(luò)的基本組成單元，其可靠性是保證網(wǎng)絡(luò)可靠運(yùn)行的前提，而匯聚節(jié)點(diǎn)作為網(wǎng)絡(luò)的中間路由設(shè)備，其可靠性直接

2、關(guān)系到數(shù)據(jù)能否可靠傳輸至用戶，因此研究匯聚節(jié)點(diǎn)可靠性模型、提高匯聚節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)傳輸可靠性是十分必要的。
　　 實(shí)際應(yīng)用中大多采用層次化WSN，本文分析了層次化網(wǎng)絡(luò)基本結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)，總結(jié)了節(jié)點(diǎn)故障源，在此基礎(chǔ)上提出提高匯聚節(jié)點(diǎn)可靠性的方法，即借鑒提高機(jī)械可靠性的備件措施，結(jié)合對(duì)常用軟故障采取的重發(fā)機(jī)制，從硬件和軟件兩個(gè)方面提高匯聚節(jié)點(diǎn)可靠性，并對(duì)該方法所涉及到的影響節(jié)點(diǎn)可靠性的重要參數(shù)進(jìn)行定性分析，建立可靠性泛函模型。運(yùn)用Markov狀

3、態(tài)圖及概率分析方法，定量分析備件數(shù)與重發(fā)次數(shù)對(duì)可靠性的影響，建立重發(fā)次數(shù)與通信時(shí)間及能耗之間的量化關(guān)系，并以應(yīng)用于電力系統(tǒng)中WSN為例，對(duì)匯聚節(jié)點(diǎn)的可靠性模型進(jìn)行求解，得到最佳備件數(shù)及重發(fā)次數(shù)。根據(jù)最佳模型參數(shù)，應(yīng)用MSP430系列超低功耗單片機(jī)MSP430F135和支持IEEE802.15.4協(xié)議的CC2420、CC2420無線收發(fā)芯片實(shí)現(xiàn)匯聚節(jié)點(diǎn)的硬件設(shè)計(jì)，并結(jié)合已有的傳感器節(jié)點(diǎn)搭建匯聚節(jié)點(diǎn)可靠性測(cè)試平臺(tái)，對(duì)匯聚節(jié)點(diǎn)及傳感器節(jié)點(diǎn)進(jìn)行