WSN的MAC層協(xié)議研究及節(jié)點硬件設(shè)計.pdf

1、近年來無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(Wireless Sensor Network,WSN)技術(shù)不斷發(fā)展,其應(yīng)用范圍也不斷擴大,作為WSN的承載體的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的能量消耗問題是影響節(jié)點壽命和網(wǎng)絡(luò)性能的關(guān)鍵因素。如果有節(jié)點的能量消耗殆盡,就有可能影響到網(wǎng)絡(luò)的覆蓋、通信路由、網(wǎng)絡(luò)的連通性,降低網(wǎng)絡(luò)的性能。在WSN中,媒體接入控制(Medium Access Control,MAC)協(xié)議決定了如何在傳感器節(jié)點之間分配有限的無線通信資源,是影響無線傳感

2、器網(wǎng)絡(luò)能量效率的重要方面。本論文將WSN定位技術(shù)中的測距技術(shù)應(yīng)用到MAC層協(xié)議中,尋求在MAC層降低傳感器節(jié)點功耗的方法。 本文首先在介紹WSN的基本原理的基礎(chǔ)上,著重分析了現(xiàn)有的一些基于WSN的MAC層協(xié)議,詳細(xì)探討了其中比較有代表性的S-MAC協(xié)議。并在此基礎(chǔ)上,充分利用S-MAC協(xié)議的運行機制,在不增加額外網(wǎng)絡(luò)開銷的前提下增加RSSI的測距,使得節(jié)點在執(zhí)行同步、鄰居發(fā)現(xiàn)策略等過程中獲得已知鄰居節(jié)點的距離信息,為基于RSSI

3、測距法定位應(yīng)用做準(zhǔn)備。同時,針對S-MAC協(xié)議的缺陷,利用獲得的與鄰居節(jié)點的距離信息對S-MAC協(xié)議進行改進,提出了基于測距的同步S-MAC協(xié)議(即Measurement based and Synchronized S-MAC,MSS-MAC協(xié)議),實現(xiàn)時間調(diào)度表的全網(wǎng)同步,使各個簇逐步合并,消除了邊界節(jié)點。在NS2上的仿真結(jié)果證明改進后的協(xié)議相對地提高了能量效率,改善了網(wǎng)絡(luò)連通性。 之后,本文以Mica系列節(jié)點中的Mica2