无线传感器网络节能MAC协议设计

【摘要】： 无线传感器网络是由分布在监测区域内大量的微型传感器节点组成,能够协作的感知、采集和处理网络覆盖区域中监测对象的信息,并通过无线通信的方式传送给观察者,可广泛应用于军事、医疗、交通、环境监测等领域。 由于现有的传感器网络都是通过电池来供电,能量非常有限而且一旦布设后不再更换,为了使无线传感器网络寿命最长,必须考虑无线传感器节点节能技术。本文就无线传感器网络节能问题在数据链路层的关键技术即MAC协议的设计展开研究,提出了一种基于S-MAC的适用于小型检测网络的MAC协议,并对其进行了仿真实现。S-MAC协议通过采用周期性侦听/睡眠方式来减少空闲侦听,本文设计的协议在保持周期长度不变的基础上,根据通信流量能够动态的调整活动时间,以此来节约能量;在S-MAC协议中采用BEB退避算法来避免节点发送冲突,但是这种算法会造成节点之间竞争信道严重的不公平现象,本文提出的协议,对此进行了改进,采用了MILD算法,减少了节点间不公平现象。 本文在NS-2网络模拟平台上对所设计的MAC协议进行了仿真实验和验证,经过理论推导和仿真测试,表明改进后的协议较之原来的S-MAC协议在节约能量、时延等方面有了一定的改善。 【关键词】：无线传感器网络 节能MAC协议 S-MAC NS-2 网络仿真
【学位授予单位】：西安电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：TN915.04;TP212.9
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-6
• 第一章 绪论6-10
• 1.1 课题背景6
• 1.2 无线传感器网络的国内外研究现状6-8
• 1.3 课题研究的目的及意义8
• 1.4 论文内容及结构安排8-10
• 第二章 无线传感器网络简介10-20
• 2.1 传感器网络的发展史10-11
• 2.2 无线传感器网络的结构及特点11-15
• 2.3 传感器网络的关键技术及能耗分析15-18
• 2.4 本章小结18-20
• 第三章 无线传感器网络MAC 协议分析20-26
• 3.1 MAC 协议设计应考虑因素及设计目标20-21
• 3.2 MAC 协议造成能耗的因素21
• 3.3 无线传感器网络常见MAC 协议性能分析21-25
• 3.4 本章小结25-26
• 第四章 基于S-MAC 的MAC 协议的设计26-36
• 4.1 协议适用环境的分析26
• 4.2 S-MAC 协议描述26-30
• 4.3 基于S-MAC 协议改进的节能新方法研究30-34
• 4.4 本章小结34-36
• 第五章 协议在NS-2 平台上仿真实现及分析36-52
• 5.1 仿真平台NS-2 介绍36-38
• 5.2 仿真实现38-46
• 5.3 仿真结果分析46-51
• 5.4 本章小结51-52
• 第六章 总结52-54
• 6.1 毕业设计过程中遇到的问题以及解决方法52
• 6.2 今后工作展望52-54
• 致谢54-55
• 参考文献55-57
• 研究成果57-58

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