無線傳感器網(wǎng)絡(luò)MAC層接入?yún)f(xié)議的研究與實現(xiàn).pdf

1、隨著無線通信技術(shù)的高速發(fā)展,無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)運而生。由于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在惡劣應(yīng)用環(huán)境下的節(jié)點電池?zé)o法替代,低功耗成為無線傳感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)計的重點。帶沖突避免的載波監(jiān)聽多路訪問接入?yún)f(xié)議(Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance,CSMA-CA)是典型的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)MAC層接入?yún)f(xié)議,如何利用該協(xié)議更好的減少節(jié)點通信過程中的信息碰撞和重傳次數(shù),亦是國內(nèi)外低功耗設(shè)計的重點。本

2、文課題來源于國家863項目“低成本、低功耗、高安全性的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點芯片”,在研究了現(xiàn)有無線傳感器網(wǎng)絡(luò)接入?yún)f(xié)議的基礎(chǔ)上,提出了一種符合項目需求的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的接入?yún)f(xié)議實現(xiàn)方案——基于協(xié)處理器的CSMA-CA實現(xiàn)方案,該方案能夠協(xié)調(diào)好成本和功耗的關(guān)系。論文中闡述了該方案的體系架構(gòu)和主要功能模塊,并采用Xinlinx公司Virtex2系列FPGA實現(xiàn)了主要功能。
　　本文首先對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展進(jìn)行了綜述,在此基礎(chǔ)上,對幾種典

3、型的介質(zhì)訪問層(Medium Access Control,MAC)和三種接入?yún)f(xié)議(ALOHA、CSMA-CD和CSMA-CA)進(jìn)行了分析和比較,并且介紹了IEEE802.15.4的MAC層接入?yún)f(xié)議、典型的改進(jìn)方法以及算法改進(jìn)的局限性,在軟件優(yōu)化性能受限的情況下,提出了一種符合項目需要的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)接入?yún)f(xié)議實現(xiàn)方案。然后,本文從接入?yún)f(xié)議實現(xiàn)的角度出發(fā),介紹了實現(xiàn)方案的兩個重點:協(xié)處理器協(xié)助CPU控制射頻模塊,以及如何實現(xiàn)硬件結(jié)構(gòu)的復(fù)用