CSMA-CA協(xié)議在傳感器網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用與改進(jìn).pdf

1、近年來，隨著無線通信技術(shù)、傳感器技術(shù)、信息采集和處理技術(shù)的飛速發(fā)展，低成本、低功耗的無線傳感器節(jié)點(diǎn)得到大規(guī)模應(yīng)用，而大量傳感器節(jié)點(diǎn)通過自組織方式構(gòu)成全分布的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)。它是一種新型的、無基礎(chǔ)設(shè)施的無線網(wǎng)絡(luò)，能夠?qū)崟r監(jiān)測、感知和采集各種環(huán)境或監(jiān)測對象的信息，并對其進(jìn)行處理，傳送給監(jiān)測者。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是通信網(wǎng)絡(luò)的一個新的研究方向，在軍事、建筑、農(nóng)業(yè)、環(huán)境監(jiān)測、醫(yī)療等領(lǐng)域具有十分廣闊的應(yīng)用前景。 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)典型工作方式如下：

2、使用飛行器將大量傳感器節(jié)點(diǎn)(數(shù)量從幾百到幾千個)拋撒到感興趣區(qū)域，節(jié)點(diǎn)通過自組織快速形成一個無線網(wǎng)絡(luò)。由于節(jié)點(diǎn)數(shù)量眾多，且為隨機(jī)投放，使其難以更換電源，故節(jié)能成為傳感器網(wǎng)絡(luò)研究的一個核心問題，射頻模塊是節(jié)點(diǎn)中最大耗能部件，是優(yōu)化的主要目標(biāo)，MAC協(xié)議直接控制射頻模塊，對節(jié)點(diǎn)功耗有重大影響。因而制定出合適的MAC層協(xié)議來減小節(jié)點(diǎn)功耗，同時避免碰撞，保證高傳輸成功率成為無線傳感器網(wǎng)研究中的一個熱點(diǎn)。 本文首先闡述無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的概念

3、和MAC層在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的作用，交待了設(shè)計背景；接下來，介紹了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)和應(yīng)用領(lǐng)域；然后，深入分析了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)MAC層特點(diǎn)，比較了多種現(xiàn)存MAC接入方式，并在此基礎(chǔ)上，對CSMA/CA協(xié)議加以改進(jìn)，提出一個適應(yīng)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)的MAC層協(xié)議。 本文主要改進(jìn)為：1.引入S-MAC協(xié)議的周期睡眠機(jī)制以達(dá)到節(jié)能目的。2．改進(jìn)退避算法，在偵聽信道前引入一段隨機(jī)延時和采用定長退避窗口以提高傳輸成功率。最后在VC