數(shù)據(jù)采集型傳感器網(wǎng)絡(luò)MAC的傳輸控制機制研究.pdf

1、隨著計算機技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，普適計算(Ubiquitous Computing)思想和各種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)日益受到人們的關(guān)注和重視。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)WSN(Wireless SensorNetwork)技術(shù)作為普適計算系統(tǒng)中的一個典型應(yīng)用，因其在軍事偵察、環(huán)境監(jiān)控、醫(yī)療監(jiān)護、農(nóng)業(yè)養(yǎng)殖等領(lǐng)域的巨大應(yīng)用價值成為當今的研究熱點。WSN綜合了傳感器技術(shù)、嵌入式計算技術(shù)、分布式信息處理技術(shù)和無線通信技術(shù)，能夠協(xié)作地實時監(jiān)測、感知和采集網(wǎng)絡(luò)分布區(qū)域內(nèi)的各

2、種環(huán)境或監(jiān)測對象的信息，并對這些數(shù)據(jù)進行處理，獲得詳盡而準確的信息，傳送到需要這些信息的用戶。WSN作為一種新型復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)在應(yīng)用中也尤其特殊之處。傳感器節(jié)點計算能力、存儲能力不高，能量有限且更新不易，這使得能量效率問題成為研究的熱點。本論文首先分析了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的MAC協(xié)議，然后針對具有較好應(yīng)用前景的數(shù)據(jù)采集型無線傳感器網(wǎng)絡(luò)進行分析，并提出了兩個高效的MAC傳輸控制機制。 論文首先對CSMA機制進行了研究。作為一個無線網(wǎng)絡(luò)，w

3、sN的多址接入機制同樣要考慮無線信道的特點。但是無線環(huán)境下常用的CSMA機制，包括競爭機制和退避機制在這里并不完全適合。本文在詳細分析了數(shù)據(jù)采集型WSN特點的基礎(chǔ)上，有針對性地對此類應(yīng)用的競爭機制和退避機制進行了研究，其中重點是退避機制。論文指出傳統(tǒng)的退避機制并不能完全融入數(shù)據(jù)采集型傳感器網(wǎng)絡(luò)中，需要根據(jù)實際網(wǎng)絡(luò)特點進行修改。之后，本文給出了在數(shù)據(jù)采集型應(yīng)用的環(huán)境下對這些退避機制的進行完善的具體方法，通過仿真對一些退避機制進行了比較并給

4、出了詳盡的分析。 隨后，論文對數(shù)據(jù)采集樹結(jié)構(gòu)進行了分析，并指出對于數(shù)據(jù)采集型WSN的MAC協(xié)議而言,構(gòu)造一個負載均勻采集樹可以提高MAC的性能，降低數(shù)據(jù)碰撞，提高網(wǎng)絡(luò)吞吐量，減少端到端延遲，并能夠大幅度降低能量的消耗，延長網(wǎng)絡(luò)生存時間。由此本文將采集樹的生成作為一個為MAC協(xié)議服務(wù)的重要的機制進行研究。在這里，本文主要討論了EGTP(負載均勻數(shù)據(jù)采集樹生成協(xié)議)協(xié)議。這個協(xié)議可以使采集樹同層節(jié)點之間能耗較為均勻，避免節(jié)點間能量消