無線傳感器網絡節(jié)能及功率控制的設計與實現.pdf

1、近年來，無線傳感器網絡(wireless sensor network，WSN)以其十分重要的科研價值和實用價值，引起了國內外研究機構和政府組織的廣泛關注，被列為21世紀最有影響的技術之一。在生態(tài)環(huán)境監(jiān)測、森林火災監(jiān)測等傳感器網絡的諸多應用中，節(jié)點部署規(guī)模大，電池供電能量受限且環(huán)境約束等眾多因素導致更換電池非常困難，因此，節(jié)能是無線傳感器網絡設計最為關鍵的技術之一。此外，節(jié)點密集部署造成數據包碰撞的概率增大，誤碼率增加，節(jié)點間通信效率降

2、低，影響網絡的吞吐量和連通性，因此設計高效優(yōu)化的無線傳感器網絡功率控制機制對保證網絡覆蓋、降低節(jié)點功耗、優(yōu)化網絡性能具有重要意義。 本論文依托于國家自然科學基金項目“可信傳感器網絡路由交換理論與關鍵技術”，設計并實現了無線傳感器網絡的節(jié)能與功率控制方案，有效地延長了無線傳感器網絡的生存時間，提高了網絡整體性能。 本文首先論述了無線傳感器網絡節(jié)能和功率控制技術的研究背景以及國內外研究現狀，然后在遵循節(jié)點協議棧的基礎上，考慮

3、無線傳感器網絡的特點并結合實際硬件開發(fā)環(huán)境，設計和實現了節(jié)能與功率控制方案。節(jié)能部分是在研究節(jié)能方法以及分析傳感器節(jié)點各模塊的能耗基礎上，精簡器件，運用MCU(Micro Controller Unit)的分頻及休眠來實現單個節(jié)點較長時間休眠，并通過一種網絡同步機制，實現整個網絡的同步休眠，延長網絡的生存時間。功率控制部分是在深入分析Ad Hoe網絡與無線傳感器網絡功率控制機制的基礎上，設計了一種借助路由協議的MAC(Media Acc