智能交通中的无线传感器网络MAC协议设计

发布时间：2020-04-30 04:58

【摘要】：城市交通拥堵与交通事故频发已成为城市发展的重大障碍。采用智能交通系统来解决城市交通问题已经成为管理者的共识。无线传感器网络（WirelessSensor Network，WSN）是近年来发展迅速的一种新型网络。由于它的实时感知，动态监测的特点，它非常适用于智能交通系统。在无线传感器网络中，介质访问控制（Medium Access Control，MAC）协议负责为网络设备分配有限的无线信道资源，它的设计直接影响网络的性能。针对智能交通系统中的桥梁监控问题，本文提出了一种多优先级多信道的无线传感器网络MAC协议(Multi-PriorityMulti-Channel MAC，MPMC-MAC)。MPMC-MAC协议的设计内容，具体分为以下方面。首先，该协议设计了四种帧结构和超帧的形式。为达到桥梁监控的实时性要求，协议根据感知事件的发生时间对节点的活跃周期时长和睡眠周期时长进行了动态的调整。在活跃阶段，协议采用竞争方式与调度方式相结合的方法来获取信道，同时对活跃周期内两种方式的时长也进行动态调整。当网络负载较大时，增加调度方式的时长；当网络负载较小时，适当增加竞争方式的时长。这样，保证了信道接入成功率，使信道利用率得到提高；也可以保证网络的拓展性。其次，设计了一种多优先级分配算法。该算法结合了节点数据类型和节点发送数据频率两种因素为节点分配优先级信息。根据桥梁周围信道环境和优先级信息对节点进行信道分配，高优先级的节点获得好的信道概率较大，这样可以保证发送频率高的节点和数据类型重要的节点得到较好的信道资源。当节点由于信道冲突等原因导致重传时，需要为节点重传信道。本协议还设计一种结合重传次数、优先级信息和剩余能量为重传节点重新分配信道的方法，可以保证高优先级节点获得较好信道，保证网络的公平性。最后，本文在NS-2平台下，模拟桥梁周围的无线网络环境，针对多优先级的特征设定具体的仿真参数。实验结果表明，MPMC-MAC协议在吞吐量，传播时延，能量，丢包率等方面都有较好的性能。
【图文】：

无线传感器网络,节点结构,节点

感器网络的主体是分布式的无线传感器节点群；数量庞大的节监测区域也可以固定部署在特定地点，这些节点自组织形成网安装的传感器可以将环境中的物理数据转化为数字信息，并收。然后，节点再通过无线天线发送给其它节点，通过多跳的方传输给汇聚节点，每个节点当中都包括传感器模块，处理器与模块，节点的结构，如图 2-2 所示。普通的感知节点通常是一定计算能力的嵌入式系统[7]。它们虽然可以自主的计算和处理能力和通信性能都相对较弱，节点的存储空间也较小。最主要，，不可以由有线电源供电。在信息传输上，这些节点不但要对息进处理与发送；还要对其他节点转发来的数据进行处理并转须互相有所认知，这样可以使其协同工作。因此，有的协议使度表等信息。

网络协议栈,平台,科研工作者,传输机制

2-3 网络协议栈和三个平台测区域内采集到的数据进行以设计一个传输机制和可靠物理层也是网络科研工作者协议栈的基础，它对于数据传输方面影响较大。数据链路校验。数据链路层还负责对
【学位授予单位】：辽宁大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TN929.5;TP212.9;U495

【参考文献】