基于物聯(lián)網(wǎng)的通信節(jié)點(diǎn)與MAC協(xié)議研究與設(shè)計(jì).pdf

1、物聯(lián)網(wǎng)是新一代信息技術(shù)的重要組成部分，是信息產(chǎn)業(yè)的又一次跨越式發(fā)展。物聯(lián)網(wǎng)最直接的應(yīng)用體現(xiàn)就是無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)，無(wú)線通信節(jié)點(diǎn)和MAC協(xié)議屬于無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)的最低層，它是整個(gè)系統(tǒng)通信和信息感知的基礎(chǔ)。但隨著物聯(lián)網(wǎng)的高速發(fā)展，相關(guān)的技術(shù)卻不能滿足當(dāng)前的需求，傳感節(jié)點(diǎn)和MAC協(xié)議也成了無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)在物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)發(fā)展上的瓶頸。
　　本文針對(duì)短距離無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)在物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)存在的一些問題，以廣東順德區(qū)的智慧城市產(chǎn)業(yè)項(xiàng)目為背景，對(duì)無(wú)線通信節(jié)點(diǎn)和MAC協(xié)

2、議做出更深一步的比較和研究。結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)的多元化應(yīng)用特性，對(duì)現(xiàn)有的無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)和MAC協(xié)議進(jìn)行設(shè)計(jì)和改進(jìn)。本文主要的研究?jī)?nèi)容包括：通過對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的層次結(jié)構(gòu)和相關(guān)特點(diǎn)進(jìn)行分析以及對(duì)當(dāng)前短距離無(wú)線通信系統(tǒng)中的硬件設(shè)備進(jìn)行比較分析，結(jié)合行業(yè)背景，設(shè)計(jì)出一套合適的硬件系統(tǒng)；根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)的特點(diǎn)，對(duì)現(xiàn)有系統(tǒng)中的主節(jié)點(diǎn)和子節(jié)點(diǎn)加入了身份ID編碼，在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了系統(tǒng)中各個(gè)層次的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通信幀格式，使系統(tǒng)更利于后期的擴(kuò)展和優(yōu)化；針對(duì)傳統(tǒng)無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中

3、，各個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)位置是固定的，沒有考慮節(jié)點(diǎn)位置變化對(duì)通信網(wǎng)絡(luò)性能的影響，通過對(duì)目前基于競(jìng)爭(zhēng)方式類的MAC協(xié)議進(jìn)行比較分析，提出了在物聯(lián)網(wǎng)無(wú)線通信系統(tǒng)上基于虛擬簇形成的MAC協(xié)議。同時(shí)針對(duì)大規(guī)模無(wú)線節(jié)點(diǎn)通信時(shí)信道沖突和數(shù)據(jù)碰撞問題，對(duì)CSMA/CA機(jī)制中的退避算法做了相應(yīng)地改進(jìn)；最后，根據(jù)提出的MAC協(xié)議的設(shè)計(jì)思想，對(duì)系統(tǒng)中的MAC協(xié)議進(jìn)行了理論分析和軟件仿真，并把設(shè)計(jì)的無(wú)線通信節(jié)點(diǎn)和MAC協(xié)議放到智能家居系統(tǒng)項(xiàng)目和智能電梯監(jiān)控系統(tǒng)中進(jìn)行