低能耗無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)協(xié)議研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)是目前受關(guān)注的研究領(lǐng)域之一，它涉及無(wú)線通信技術(shù)、傳感器技術(shù)、分布式信息處理和微電子技術(shù)等學(xué)科的綜合應(yīng)用。由于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)是一種能源極其受限的網(wǎng)絡(luò)，因此降低傳感器網(wǎng)絡(luò)能耗是無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的研究重點(diǎn)。而在無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)各層協(xié)議中，介質(zhì)訪問(wèn)控制(MAC)層和網(wǎng)絡(luò)層路由協(xié)議的設(shè)計(jì)傳感器網(wǎng)絡(luò)的能效性有著決定性作用，因此本文主要工作如下。
　　 論文提出了一種基于低功耗偵聽(tīng)(LPL，low power listening

2、)降低前導(dǎo)碼串音能耗及增加數(shù)據(jù)傳輸吞吐量的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)MAC協(xié)議。該協(xié)議針對(duì)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)MAC協(xié)議的低功耗偵聽(tīng)(LPL)中利用過(guò)長(zhǎng)的前導(dǎo)碼喚醒節(jié)點(diǎn)，導(dǎo)致給傳感器網(wǎng)絡(luò)增加了不必要的“串音”能耗，通過(guò)在前導(dǎo)碼時(shí)序中接收到的接收數(shù)據(jù)包開(kāi)始消息中目標(biāo)結(jié)點(diǎn)信息與節(jié)點(diǎn)信息進(jìn)行比較(DS-MAC)，根據(jù)比較結(jié)果來(lái)決定是否繼續(xù)接收后繼的消息和數(shù)據(jù)。同時(shí)針對(duì)LPL中在每個(gè)傳輸周期中，節(jié)點(diǎn)接收固定的數(shù)據(jù)包，卻都要消耗發(fā)送過(guò)長(zhǎng)的前導(dǎo)碼所需的能量的問(wèn)題，引

3、入了預(yù)留時(shí)間槽的策略(SR-MAC)，延長(zhǎng)單個(gè)接收數(shù)據(jù)周期的時(shí)序，加大了接收節(jié)點(diǎn)在每個(gè)周期中接收的數(shù)據(jù)量。仿真結(jié)果表明，該協(xié)議不但提高了傳感器網(wǎng)絡(luò)的能耗性，而且增加了網(wǎng)絡(luò)吞吐量。
　　 本文提出了一種新的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)定位輔助泛洪算法。算法用定位信息來(lái)減少不必要的數(shù)據(jù)傳輸，并將傳感器網(wǎng)絡(luò)劃分成多個(gè)虛擬網(wǎng)格，虛擬網(wǎng)格中的傳感器節(jié)點(diǎn)被分類(lèi)為內(nèi)部節(jié)點(diǎn)為或網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)，內(nèi)部節(jié)點(diǎn)中只在虛擬網(wǎng)格內(nèi)發(fā)數(shù)據(jù)，網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)網(wǎng)格之間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)。新的方法

4、減少了經(jīng)過(guò)節(jié)點(diǎn)相同數(shù)據(jù)包的冗余傳輸，從而達(dá)到節(jié)能的目的。通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)分發(fā)過(guò)程的完整性的證明和不同類(lèi)型網(wǎng)絡(luò)能耗的分析以及在ZigBee平臺(tái)上進(jìn)行實(shí)際部署測(cè)試的結(jié)果證明輔助定位泛洪路由算法具有良好的能耗有效性。針對(duì)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的多維服務(wù)負(fù)載均衡問(wèn)題，建立了基于一種群粒子優(yōu)化算法的網(wǎng)絡(luò)負(fù)載均衡數(shù)學(xué)模型，提出將群粒子優(yōu)化算法(PSO algorithm)應(yīng)用到傳感器網(wǎng)絡(luò)負(fù)載均衡的算法-PSOB算法。PSOB算法根據(jù)網(wǎng)絡(luò)負(fù)載情況，通過(guò)自適應(yīng)調(diào)整