基于排隊Petri網的感知網節(jié)點能耗建模技術研究與實現.pdf

1、隨著嵌入式技術和無線通信的快速發(fā)展,無線傳感器網絡及其應用廣泛應用于軍事、環(huán)境監(jiān)測和醫(yī)療救災等領域,人們對于其性能等要求也越來越高。一般網絡部署節(jié)點眾多,環(huán)境復雜,且由于傳感器節(jié)點的特點,自身攜帶能量受限,容易因節(jié)點能量消耗殆盡而引起網絡失效等問題,因此,如何高效的利用能量來盡可能減小能耗、延長傳感器節(jié)點和網絡的生存時間是當前無線傳感器研究的核心問題之一。
　　然而當前的研究大多基于網絡物理層、數據鏈路層和網絡層等層次分別設計對應

2、的能量高效協議或者針對節(jié)點和協議設計能量優(yōu)化策略,通過節(jié)能技術以期獲得最大的網絡生存時間。但這類研究并未深入分析傳感器能耗特征,也不能估計節(jié)點和網絡具體的生存時間,以此對比分析網絡協議、優(yōu)化網絡結構等。
　　通過對復雜網絡環(huán)境和節(jié)點的分析,建立傳感器節(jié)點的能耗模型,從而分析傳感器節(jié)點和生存時間是針對能量問題的有效手段。能量建模其目的在于估算節(jié)點和網絡的生存時間,預測節(jié)點和網絡能耗及系統演化,根據其結果考察和比較各個優(yōu)化策略,從而做

3、出對于節(jié)點乃至全網的最優(yōu)選擇。
　　本文綜合考慮節(jié)點的軟硬件策略,基于事件驅動描述節(jié)點的事件、行為和狀態(tài),基于排隊論和Petri網形式化的表述傳感器節(jié)點,并采用排隊Petri網建立節(jié)點能耗模型,從而提出能耗計算方法,為節(jié)點生存時間估計和能耗對比分析提供理論基礎。模型綜合考慮影響能耗的各類因素,包括硬件架構、軟件策略、業(yè)務類型、拓撲協議和信道環(huán)境等,建立基于QPME的節(jié)點能耗模型,并分析評測各類因素對能耗的影響,估計生存時間,從而指