基于Zigbee的無線傳感網(wǎng)絡(luò)能耗控制方法研究.pdf

1、現(xiàn)代通信技術(shù)發(fā)展越來越迅速，尤其是無線通信技術(shù)，其典型代表為無線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。而Zigbee技術(shù)在無線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中發(fā)展速度最快，已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用在人們的日常生活中。Zigbee技術(shù)越來越受到關(guān)注的原因在于其低功耗、低成本、高穩(wěn)定性以及高安全性等優(yōu)點(diǎn)。但是，隨著Zigbee技術(shù)的不斷推廣，限制Zigbee技術(shù)繼續(xù)發(fā)展的一些關(guān)鍵問題也漸漸凸顯出來。其中最為重要的是基于Zigbee技術(shù)的傳感器節(jié)點(diǎn)續(xù)航時(shí)間問題。如何才能延長(zhǎng)傳感器節(jié)點(diǎn)正常工作

2、使用壽命？各種解決方案相繼被提出：如研發(fā)超低功耗Zigbee芯片、采用可在生能源，由外界生物能轉(zhuǎn)化為電能給傳感器節(jié)點(diǎn)供電；內(nèi)部數(shù)據(jù)壓縮算法的提出；功率控制；終端設(shè)備休眠管理。
　　本文就如何降低傳感器節(jié)點(diǎn)能耗也給出了一些建議。首先從硬件選型上闡明了低功耗MCU能最大限度的降低節(jié)點(diǎn)能耗。而且低功耗MCU必須具備可調(diào)的電源工作模式，即必須可以在正常工作狀態(tài)與休眠狀態(tài)下互相轉(zhuǎn)換。為了滿足通信需求，節(jié)點(diǎn)還需要具備射頻收發(fā)功能，且發(fā)送功率可

3、調(diào)。然后對(duì)其軟件設(shè)計(jì)部分做了相應(yīng)的優(yōu)化，使網(wǎng)絡(luò)在完成通信任務(wù)的同時(shí)盡可能少的執(zhí)行其他數(shù)據(jù)處理操作，以此來降低能耗。
　　其次研究了在無線傳感網(wǎng)絡(luò)物理層中發(fā)送功率對(duì)無線傳感器節(jié)點(diǎn)能量消耗的影響，得到了在AWGN衰減信道、Rayleigh衰減信道下動(dòng)態(tài)的改變傳輸信號(hào)發(fā)送功率相比固定信號(hào)傳輸發(fā)送功率更能節(jié)省節(jié)點(diǎn)能量消耗。
　　最后本文對(duì)zstack協(xié)議進(jìn)行了優(yōu)化配置，啟動(dòng)了可調(diào)電源工作模式；然后實(shí)現(xiàn)了終端節(jié)點(diǎn)的睡眠函數(shù)，使節(jié)點(diǎn)能夠