基于程序分析的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)功耗優(yōu)化方案.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)布局地點迥異，大多數(shù)情況無法安排專人維護，通常節(jié)點靠電池進行能量供給，而它正常工作要求至少數(shù)月以上，所以在確保性能不下降的同時，尋找節(jié)省能耗的有效方法成為了當(dāng)前工作的一大目標。
　　本研究為了解決無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的功耗問題提出了以下創(chuàng)新點：
　?。?）將程序分析的思路與無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相結(jié)合，利用程序分析工具得出整個網(wǎng)絡(luò)運行程序的profile信息，從而在軟件級別上提高能耗使用率。
　?。?）動靜態(tài)程序分

2、析方法相結(jié)合，先通過注入分析參數(shù)動態(tài)監(jiān)測程序的運行統(tǒng)計信息，再將統(tǒng)計信息中的關(guān)鍵程序作突破口，利用對應(yīng)于結(jié)構(gòu)分析模式的程序優(yōu)化器進行代碼優(yōu)化，降低網(wǎng)絡(luò)功耗。
　　方案設(shè)計首先配置出一個無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，通過編寫 NesC程序并燒錄到所有 Telos節(jié)點，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)協(xié)作通信的功能。其次，基于這個網(wǎng)絡(luò)，采用動靜態(tài)相結(jié)合的程序分析方法，先用動態(tài)程序分析工具監(jiān)測搜集到大量的程序profile信息，再針對累計運行時間較大的函數(shù)進行重點優(yōu)化，這個

3、優(yōu)化動作涉及到靜態(tài)程序分析方法中的結(jié)構(gòu)分析。再次，對運行時間較長的函數(shù)，更改其調(diào)度策略進行函數(shù)級優(yōu)化，而對調(diào)用頻率較高的函數(shù)使用程序優(yōu)化器，對其進行基本塊級的劃分以及重構(gòu)優(yōu)化。
　　部署完功耗優(yōu)化方案之后，利用NS-2模擬器進行仿真測試并在真實節(jié)點網(wǎng)絡(luò)中得以驗證。通過實施在不同網(wǎng)絡(luò)協(xié)議下的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的對比實驗，表明這一基于程序分析的WSN功耗優(yōu)化方案能夠降低8％-15%的能耗，鑒于它與大多數(shù)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議都相互兼容，可以認為此方案