面向環(huán)境監(jiān)測(cè)的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)研究.pdf

1、隨著傳感器技術(shù)、微電子技術(shù)、嵌入式計(jì)算技術(shù)和無(wú)線通信等技術(shù)的進(jìn)步，無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)(wireless sensor networks)得以迅猛發(fā)展，并已成為計(jì)算機(jī)學(xué)科的一個(gè)新領(lǐng)域，具有十分廣闊的應(yīng)用前景。它是由部署在監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)，大量廉價(jià)微型的傳感器節(jié)點(diǎn)，以無(wú)線通信方式形成的一個(gè)自組織的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其目的是協(xié)作的感知、采集和處理網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域內(nèi)感知對(duì)象的信息，并發(fā)送給觀察者。環(huán)境監(jiān)測(cè)是無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的一個(gè)重要領(lǐng)域。 本文以面向環(huán)境監(jiān)

2、測(cè)的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)為背景，針對(duì)環(huán)境監(jiān)測(cè)中兩種可能的應(yīng)用情況：持續(xù)反饋式和查詢(xún)/回復(fù)式分別進(jìn)行通信協(xié)議的設(shè)計(jì)。由于環(huán)境監(jiān)測(cè)往往是對(duì)大面積區(qū)域進(jìn)行的，需要大量的傳感器節(jié)點(diǎn)，所以在設(shè)計(jì)路由協(xié)議的過(guò)程中，我們采用聚簇的方式。通過(guò)對(duì)已有路由協(xié)議的研究發(fā)現(xiàn)，LEACH協(xié)議較適合于持續(xù)反饋式應(yīng)用，但對(duì)于大范圍的應(yīng)用環(huán)境來(lái)說(shuō)卻存在三點(diǎn)不足，我們對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)，使之更適合于大范圍的持續(xù)反饋式環(huán)境監(jiān)測(cè)應(yīng)用，經(jīng)過(guò)分析驗(yàn)證，改進(jìn)后的協(xié)議較原有的LEACH協(xié)議有效

3、地延長(zhǎng)了網(wǎng)絡(luò)生存期；對(duì)于查詢(xún)/回復(fù)式監(jiān)測(cè)，我們對(duì)PFGASIS協(xié)議所提出的鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，用若干鏈?zhǔn)酱亟Y(jié)構(gòu)來(lái)替代整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的長(zhǎng)鏈結(jié)構(gòu)，為了達(dá)到更好的查詢(xún)性能，引入P2P中Chord協(xié)議的查詢(xún)思想，提出了BQRP (Based Query Routing Protocol)，經(jīng)過(guò)分析，BQRP較適合于大范圍的環(huán)境監(jiān)測(cè)應(yīng)用，且數(shù)據(jù)查詢(xún)需要的時(shí)間僅為0(MlogN)。 在無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中，介質(zhì)訪問(wèn)控制(MAC)協(xié)議決定了無(wú)線信道的使用