無線傳感器網(wǎng)絡(luò)多信道MAC協(xié)議設(shè)計和實現(xiàn).pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是由大量傳感器節(jié)點組成的以數(shù)據(jù)為中心的自組織分布式網(wǎng)絡(luò)，其技術(shù)逐漸深入人心，應(yīng)用范圍不斷擴展，廣泛用于室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測、智能交通、軍事監(jiān)控、工業(yè)自動化、醫(yī)療監(jiān)控、精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)等各種應(yīng)用場景。隨著系統(tǒng)規(guī)模的逐漸擴大以及國家對物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的不斷推進(jìn)，作為其核心技術(shù)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用呈現(xiàn)出多樣化和規(guī)?；内厔荨?yīng)運而生的網(wǎng)絡(luò)共存現(xiàn)象，使多種無線網(wǎng)絡(luò)共享有限的頻譜信道資源，由此產(chǎn)生的鏈路干擾問題將在不同程度上影響無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的性能發(fā)揮

2、—丟包率、傳輸延遲等。目前，國內(nèi)外針對網(wǎng)絡(luò)共存以及信道干擾的研究屢見不鮮，分別從不同角度驗證了避免鏈路干擾是我們不容忽視的關(guān)鍵問題。
　　無線傳感器網(wǎng)絡(luò)MAC協(xié)議決定無線信道的使用方式，對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)性能起著關(guān)鍵性作用。隨著無線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的多樣化和規(guī)?；?，傳統(tǒng)的單信道以及以信道競爭方式為主的MAC協(xié)議已經(jīng)很難滿足物聯(lián)網(wǎng)的高吞吐量、高可靠性和低功耗、低延遲的應(yīng)用需求。多信道和基于非競爭方式MAC協(xié)議的引入，是解決這些問題的有效

3、途徑之一。
　　多信道MAC協(xié)議充分利用無線頻譜資源的多信道特性，使不同傳感器節(jié)點使用不同信道同時通信，而不需要退避等待其他傳感器節(jié)點結(jié)束通信。多信道MAC協(xié)議能夠有效提高整個網(wǎng)絡(luò)的傳輸速率，減少碰撞和受干擾的機會，降低網(wǎng)絡(luò)傳輸延遲，進(jìn)而提高網(wǎng)絡(luò)性能。本論文在IEEE802.15.4單信道MAC協(xié)議基礎(chǔ)上，針對時間調(diào)度和信道競爭，設(shè)計了一種適合于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的多信道MAC協(xié)議—結(jié)合時間同步機制、信道分配機制、信道切換機制和抗干擾

4、機制等，有效提高了網(wǎng)絡(luò)對無線干擾的適應(yīng)性。
　　論文首先綜述了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)MAC協(xié)議的研究背景及發(fā)展現(xiàn)狀，提出了本論文的選題意義、主要工作及論文結(jié)構(gòu)；其次分析了傳統(tǒng)單信道MAC協(xié)議存在的問題，并通過比較，闡述了多信道MAC協(xié)議的優(yōu)點，并引出了本論文協(xié)議的設(shè)計目標(biāo)；然后在此基礎(chǔ)上設(shè)計實現(xiàn)了一種基于IEEE802.15.4的多信道MAC協(xié)議HighAnti-Interference MAC(HAIMAC)協(xié)議，用于解決單信道MAC協(xié)