无线传感器网络MAC层低能耗协议研究

发布时间：2022-08-04 12:19

　　无线传感器网络（Wireless Sensor Network,WSN）的大量物理数据感知和处理能力,越来越受到业界的关注和欢迎,已经广泛地应用于环境监测、物流管理、工业控制等诸多领域。无线传感器节点集成了通信模块、数据存储模块与传感器的功能,大量无线传感器节点组成的无线传感网络,可以实时感知数据并传输到信息处理中心。数据的传输过程是无线传感器网络实时监测数据的关键技术之一,决定着网络数据的有效性和可靠性。由于部署无线传感器网络的环境复杂多变,甚至是人不易到达的地方,传感器网络的后期维护所面临的问题亟需解决。由于传感器节点目前采用电池供电,在没有后期维护的情况下很难持续工作,因此传感器节点的长期部署必须考虑节点能耗问题。研究人员针对不同的部署环境提出了不同的通信协议,目的是最大限度地满足不同的环境要求。本文研究了无线传感器网络的媒体控制（Media Access Control,MAC）协议,针对MAC协议重点解决的数据冲突问题进行了探讨。在分析了现有MAC协议的基础上提出了P-MAC和I-MAC两种协议。P-MAC采用了与载波侦听多路访问/冲突避免（Carrier Sense Mul... 

【文章页数】：68 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 课题来源及背景
    1.2 研究目标与内容
    1.3 本文组织结构
第二章 无线传感器网络
    2.1 无线传感器网络概述
    2.2 传感器节点
    2.3 无线传感器网络体系结构
    2.4 无线传感器网络MAC层能量消耗
    2.5 低功耗醒睡
    2.6 无线传感网络MAC协议分类
        2.6.1 同步低功耗MAC协议
        2.6.2 异步醒睡MAC协议
        2.6.3 基于信道接入方式的MAC层协议
    2.7 本章小结
第三章P-MAC协议算法
    3.1 P-MAC协议
    3.2 协议设计
        3.2.1 信道利用率模型
        3.2.2 数据帧和控制帧
        3.2.3 P-MAC协议
    3.3 性能评价
        3.3.1 实验设置
        3.3.2 实验结果分析
    3.4 本章小结
第四章I-MAC协议算法
    4.1 I-MAC协议设计
    4.2 协议设计
        4.2.1 I-MAC硬件设计
        4.2.2 双节点隐藏终端拓扑
        4.2.3 三节点隐藏终端拓扑
        4.2.4 I-MAC协议
    4.3 性能评价
        4.3.1 实验设置
        4.3.2 实验结果分析
    4.4 本章小结
第五章 本文总结及展望
    5.1 工作总结
    5.2 未来工作和展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间已参与的项目、发表的文章及专利



本文编号：3669526