基于程序分析的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)功耗優(yōu)化方案.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)布局地點(diǎn)迥異，大多數(shù)情況無法安排專人維護(hù)，通常節(jié)點(diǎn)靠電池進(jìn)行能量供給，而它正常工作要求至少數(shù)月以上，所以在確保性能不下降的同時(shí)，尋找節(jié)省能耗的有效方法成為了當(dāng)前工作的一大目標(biāo)。
　　本研究為了解決無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的功耗問題提出了以下創(chuàng)新點(diǎn)：
　?。?）將程序分析的思路與無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相結(jié)合，利用程序分析工具得出整個(gè)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行程序的profile信息，從而在軟件級(jí)別上提高能耗使用率。
　?。?）動(dòng)靜態(tài)程序分

2、析方法相結(jié)合，先通過注入分析參數(shù)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)程序的運(yùn)行統(tǒng)計(jì)信息，再將統(tǒng)計(jì)信息中的關(guān)鍵程序作突破口，利用對(duì)應(yīng)于結(jié)構(gòu)分析模式的程序優(yōu)化器進(jìn)行代碼優(yōu)化，降低網(wǎng)絡(luò)功耗。
　　方案設(shè)計(jì)首先配置出一個(gè)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，通過編寫 NesC程序并燒錄到所有 Telos節(jié)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)協(xié)作通信的功能。其次，基于這個(gè)網(wǎng)絡(luò)，采用動(dòng)靜態(tài)相結(jié)合的程序分析方法，先用動(dòng)態(tài)程序分析工具監(jiān)測(cè)搜集到大量的程序profile信息，再針對(duì)累計(jì)運(yùn)行時(shí)間較大的函數(shù)進(jìn)行重點(diǎn)優(yōu)化，這個(gè)

3、優(yōu)化動(dòng)作涉及到靜態(tài)程序分析方法中的結(jié)構(gòu)分析。再次，對(duì)運(yùn)行時(shí)間較長(zhǎng)的函數(shù)，更改其調(diào)度策略進(jìn)行函數(shù)級(jí)優(yōu)化，而對(duì)調(diào)用頻率較高的函數(shù)使用程序優(yōu)化器，對(duì)其進(jìn)行基本塊級(jí)的劃分以及重構(gòu)優(yōu)化。
　　部署完功耗優(yōu)化方案之后，利用NS-2模擬器進(jìn)行仿真測(cè)試并在真實(shí)節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)中得以驗(yàn)證。通過實(shí)施在不同網(wǎng)絡(luò)協(xié)議下的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的對(duì)比實(shí)驗(yàn)，表明這一基于程序分析的WSN功耗優(yōu)化方案能夠降低8％-15%的能耗，鑒于它與大多數(shù)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議都相互兼容，可以認(rèn)為此方案