無線傳感器網絡S-MAC協議的改進及實現.pdf

1、無線傳感器網絡(Wireless Sensor Networks, WSN)是由部署在監(jiān)測區(qū)域內的大量傳感器節(jié)點組成,通過無線通信方式形成的一個多跳自組織的網絡系統,其目的是協作地感知、采集和處理網絡覆蓋區(qū)域中監(jiān)測對象的信息,并發(fā)送給觀察者,可廣泛應用于環(huán)境監(jiān)測、醫(yī)療護理、軍事、商業(yè)等領域。 媒體訪問控制(Medium Access Control, MAC)協議處于無線傳感器網絡協議的底層部分,主要用于在傳感器節(jié)點間公平有效地

2、共享通信媒介,對傳感器網絡的性能有較大影響。與傳統無線網絡不同,提高能量效率和可擴展性是無線傳感器網絡MAC協議設計的主要目標。設計和實現滿足無線傳感器網絡要求的MAC協議,具有非常重要的實際意義。 首先介紹了無線傳感器網絡的體系結構、MAC協議的設計要求以及已有的MAC層協議,討論了無線傳感器網絡MAC層的主要能量消耗因素。 然后詳細介紹和分析了S-MAC協議,并在此基礎上,通過改進其不足之處提出一種新的適用于無線傳感

3、器網絡的MAC協議方案。新方案采用了分級的EIED退避算法,提高了節(jié)點競爭的公平性；利用上層的路由信息改進了原有自適應監(jiān)聽機制,進一步降低了節(jié)點空閑監(jiān)聽的能耗；提出了新的基于路由信息的全局時間表算法(Global Schedule Algorithm, GSA),與原有算法相比降低了實現的復雜度；采用自適應握手機制提高了短信息的傳輸效率。 最后,在自主設計的傳感器網絡平臺上對所設計的MAC協議進行了具體實現,完成了硬件驅動程序、