小型無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的可靠性研究.pdf

1、近年來(lái)，微電子技術(shù)、計(jì)算技術(shù)和無(wú)線通信等技術(shù)的進(jìn)步，推動(dòng)了無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的迅速發(fā)展。由于部署環(huán)境惡劣、節(jié)點(diǎn)能力受限等因素，使得數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃猿蔀榱四壳霸O(shè)計(jì)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)所面臨的最大挑戰(zhàn)。本文針對(duì)近距離、低功耗和低成本的小范圍通信場(chǎng)合，在自主設(shè)計(jì)的專有無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)——SWSN網(wǎng)絡(luò)（Simple Wireless Sensor Network）基礎(chǔ)上，從協(xié)議結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)兩個(gè)層面對(duì)SWSN網(wǎng)絡(luò)的可靠性進(jìn)行了技術(shù)研究。
　　在協(xié)議結(jié)構(gòu)層

2、面，SWSN網(wǎng)絡(luò)協(xié)議分為四層：物理層、MAC層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層。文章首先從數(shù)據(jù)白話、前向糾錯(cuò)和曼切斯特編/解碼技術(shù)和調(diào)頻管理機(jī)制著手研究物理層的穩(wěn)定性，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明應(yīng)針對(duì)不同的數(shù)據(jù)傳輸需求選擇不同的編解碼方式。接著分析了影響MAC層的因素，提出了基于預(yù)約機(jī)制的非時(shí)隙CSMA/CA算法，改善了退避算法的短程不公平性，減少了信息的碰撞。然后分析了影響網(wǎng)絡(luò)層穩(wěn)定的因素，通過(guò)加入、連接機(jī)制來(lái)建立網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，并利用中繼轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制來(lái)改善網(wǎng)絡(luò)層性能。

3、最后，分析了影響應(yīng)用層穩(wěn)定的因素，制定了應(yīng)用層幀格式、數(shù)據(jù)接收機(jī)制和數(shù)據(jù)傳輸機(jī)制，提高了應(yīng)用層數(shù)據(jù)的穩(wěn)定傳輸。
　　在系統(tǒng)層面，為預(yù)防故障并在故障發(fā)生時(shí)修復(fù)系統(tǒng)，文章首先分析了系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)的多種狀態(tài)，針對(duì)系統(tǒng)研發(fā)的三個(gè)階段：測(cè)試階段、部署階段和維護(hù)階段進(jìn)行了穩(wěn)定性分析，并從軟件和硬件層面上提出了系統(tǒng)自修復(fù)方案，增強(qiáng)了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
　　最后，文章對(duì)SWSN網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了測(cè)試。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，采用上述技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)減少了數(shù)據(jù)傳輸?shù)膩G包率，