无线传感网中高能量有效性协议的分析与实现

admin · 发表于昨天 21:24

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近年来，随着通信技术的发展，无线传感网由于其自身的特点，在越来越多的领域得到重点应用。诸如环境监测以及防灾方面，均大规模地使用无线传感网技术。无线传感器节点的一个重要限制是体积微小，通常携带能量十分有效地电池。由于一般情况下传感器节点个体数量多，成本要求低廉，同时分布的区域广泛，而且部署的环境复杂，有些区域人员甚至不能到达，所以传感器节点通过更换电池的方式来补充能量是不现实的。如何高效使用能量来最大化网络生命周期是传感器网络面临的首要挑战。面对这样的题目，我们首先进行了常用无线传感网协议的硬件实现，对真实环境下的能量消耗进行初步的测试，可以看出，MAC协议在工作过程中带来的能量损耗在整个系统的能量损耗中的比率较大。接着介绍了一种高能量有效性协议，这种协议没有复杂的MAC层协议，并且也使性能相比于完全不进行纠错的系统得到了一定的提升。下面是各章的主要内容：第二章针对无线传感网中应用较为广泛的IEEE802.15.4协议进行了介绍，并详细介绍了其MAC层的实现方法和特点。第三章介绍了IEEE802.15.4的MAC协议在Imote2平台上的硬件实现。并详细介绍了Linux网络驱动的结构以及协议实现过程中的关键题目。最后给出了硬件性能的测试分析。第四章介绍了一种无线传感器网络中的高能量有效性的协议算法。在传统的非中心估计题目中，采用差错控制编码时会校验出一定的通信错误，但同时也会丢弃掉错包中所含有的有效信息。当错包数增多时甚至可能导致融合中心用来融合的数据量不够。为了避免采用重传协议这种带来很大能量消耗的方式，采用了将错包按权值加入到正确的结果中一起融合的方式来提高有效数据的利用率。仿真分析发现，在特定的权值下，这种方式会带来一定的估计性能提升。

无线传感网中高能量有效性协议的分析与实现

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