無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)能協(xié)議設(shè)計(jì).pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(Wirelass Sensor Network)是目前的應(yīng)用熱點(diǎn)，它在軍事，民用，商業(yè)方面都有著巨大的應(yīng)用意義。但是它的能量問題一直制約其大規(guī)模使用。由于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中，每個(gè)節(jié)點(diǎn)的能量只限于電池供電，而且電池一般都不可能再充電，因此為了降低能量的消耗，學(xué)者們提出了很多方法。有些是從硬件方面節(jié)能，例如改進(jìn)射頻模塊，使之集成化，能耗更少，選用體積小、成本低、速度快、支持休眠且能耗低的處理芯片；有些是從軟件入手，開發(fā)簡單適用

2、的操作系統(tǒng)，開發(fā)網(wǎng)絡(luò)通信的節(jié)能協(xié)議棧，開發(fā)節(jié)點(diǎn)覆蓋協(xié)議。本文就是從軟件方面著手，提出更有效更適合WSN的協(xié)議。 一般的協(xié)議設(shè)計(jì)會從網(wǎng)絡(luò)的各個(gè)層次去設(shè)計(jì)節(jié)能協(xié)議，例如，媒體接入(MAC)層節(jié)能協(xié)議，網(wǎng)絡(luò)層節(jié)能協(xié)議，應(yīng)用層節(jié)能協(xié)議。目前大多數(shù)學(xué)者的節(jié)能協(xié)議設(shè)計(jì)都是單層的，雖然它們各自都有一定的節(jié)能效果，但是各個(gè)層次的協(xié)議結(jié)合起來形成可工作的協(xié)議棧之后就不一定能夠達(dá)到最好的節(jié)能效果。因此本文所設(shè)計(jì)的協(xié)議不是單層的，而是跨層的。

3、 本文所提出的RMAC協(xié)議是跨網(wǎng)絡(luò)層和MAC層的跨層協(xié)議。RMAC協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議是基于基站洪泛路由協(xié)議(BSF)是專門為WSN所設(shè)計(jì)的，它利用了傳感器網(wǎng)絡(luò)的特殊性，即數(shù)據(jù)的最終目的節(jié)點(diǎn)只有基站一個(gè)，因此BSF可以做得既簡單有效又很節(jié)能。至于MAC層協(xié)議，PMAC協(xié)議使用了經(jīng)典的SMAC協(xié)議。由BSF和SMAC協(xié)議結(jié)合起來的跨層協(xié)議PMAC協(xié)議克服了大多數(shù)協(xié)議要以犧牲時(shí)延為代價(jià)來節(jié)省能量的問題，不僅能降低時(shí)延，又能節(jié)省能量。本文不僅理論

4、證明了該協(xié)議的節(jié)能省時(shí)的效果，而且使用NS2仿真器編程仿真，仿真結(jié)果也證明了該協(xié)議幾乎能省近一倍的時(shí)延，而且不論鏈路負(fù)荷如何所耗能量都較少，而且也很穩(wěn)定。 另外，由于通常WSN中節(jié)點(diǎn)數(shù)目巨大，為了讓W(xué)SN能夠在正常監(jiān)測目標(biāo)區(qū)域的同時(shí)，又能夠工作盡可能長的時(shí)間，覆蓋協(xié)議也是必不可少的。通常覆蓋協(xié)議是做在應(yīng)用層的。本文提出的PSMAC協(xié)議是將覆蓋協(xié)議和MAC協(xié)議結(jié)合起來所形成的。根據(jù)理論推導(dǎo)，可證明該跨層協(xié)議比原來的兩層協(xié)議簡單，而