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

1、近些年，無線傳感器網(wǎng)絡應用的規(guī)模不斷擴大，導致頻率利用率降低、無線網(wǎng)絡通信質(zhì)量下降等問題突顯，難以滿足用戶對高性能傳感器網(wǎng)絡的需求。為解決以上問題，需要進一步研究無線網(wǎng)絡的頻率管理方式，根據(jù)無線傳感器網(wǎng)絡的特點，對信道切換技術(shù)進行優(yōu)化，提高網(wǎng)絡的通信質(zhì)量。最終實現(xiàn)一種輕量級、穩(wěn)定的信道切換技術(shù)，對無線傳感器網(wǎng)絡的應用和發(fā)展有一定的現(xiàn)實意義。
　　本文首先對無線傳感器網(wǎng)絡的信道切換技術(shù)研究進行了綜述；然后，對IEEE802.15.4

2、協(xié)議棧的MAC層進行優(yōu)化，并搭建硬件平臺，將優(yōu)化后的協(xié)議移植到Contiki操作系統(tǒng)中，在硬件平臺上對信道切換技術(shù)進行研究；最后，通過仿真軟件模擬現(xiàn)實網(wǎng)絡，評估信道切換技術(shù)的性能和實用性。主要研究工作如下：
　　1、闡述無線傳感器網(wǎng)絡的信道切換技術(shù)的研究內(nèi)容。對現(xiàn)有的頻率管理技術(shù)進行了全面分析，結(jié)合無線傳感器網(wǎng)絡的技術(shù)特點，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)應用于無線傳感器網(wǎng)絡的優(yōu)勢，證明該技術(shù)可用于解決信道質(zhì)

3、量下降的問題。并進一步研究了實現(xiàn)信道切換技術(shù)所必需的網(wǎng)絡拓撲結(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。結(jié)合通信協(xié)議棧的特點和工作原理，在現(xiàn)實網(wǎng)絡中優(yōu)化MAC層協(xié)議設計，實現(xiàn)信道切換技術(shù)；并在現(xiàn)有項目基礎上搭建硬件平臺，主要包括終端節(jié)點的電路設計、射頻模塊設計和性能測試。最后，將信道切換的相關(guān)協(xié)議移植到硬件平臺上，在系統(tǒng)中完整的實現(xiàn)信道切換技術(shù)，其中硬件平臺的搭建為理論研究提供現(xiàn)實依據(jù)。
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4、、使用Opnet軟件對信道切換技術(shù)進行了網(wǎng)絡仿真和性能測試。根據(jù)硬件條件和協(xié)議棧優(yōu)化情況建立網(wǎng)絡模型，在模擬環(huán)境中實現(xiàn)信道切換技術(shù)，對網(wǎng)絡系統(tǒng)進行性能分析。先建立簡單的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，逐漸增加網(wǎng)絡拓撲復雜度、擴大網(wǎng)絡規(guī)模，深入研究這些因素對信道切換技術(shù)性能的影響。通過對仿真結(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，本文對可使用信道切換技術(shù)的無線傳感器網(wǎng)絡的性能和應用場景提供了指導性意