超低功耗無線傳感器網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧的設(shè)計與實現(xiàn).pdf

1、工業(yè)領(lǐng)域是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的一個重要應(yīng)用方向。工業(yè)現(xiàn)場對信息實時性、可靠性和吞吐量的特殊要求，決定了工業(yè)無線網(wǎng)絡(luò)具有特殊的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)——星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。同時，工業(yè)無線網(wǎng)絡(luò)也面臨著能量受限問題和兼容性的問題。
　　本文針對星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，從解決能量受限和兼容性問題的角度對協(xié)議棧進(jìn)行設(shè)計：采用事件觸發(fā)機(jī)制降低系統(tǒng)工作時長，采用有限狀態(tài)機(jī)模型減少系統(tǒng)在等待查詢環(huán)節(jié)的能量浪費(fèi)，實現(xiàn)超低功耗特性；采用硬件抽象思想，分析不同硬件平臺的工作特點(diǎn)，將共性

2、問題提煉抽象為統(tǒng)一函數(shù)接口，對上層軟件隱藏底層硬件差異，實現(xiàn)兼容性特性。同時，本文分析了工業(yè)無線網(wǎng)絡(luò)和協(xié)議棧的組織結(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)中的耗能源分布和當(dāng)前常用的節(jié)能技術(shù)，通過分析對超低功耗特性的具體指標(biāo)進(jìn)行了定義，并建立傳感器節(jié)點(diǎn)能耗模型，從理論上驗證了超低功耗協(xié)議棧的可實現(xiàn)性。最后，本文搭建了協(xié)議棧硬件測試平臺，并對協(xié)議棧的各項性能進(jìn)行了測試和比對，測試結(jié)果表明協(xié)議棧實現(xiàn)了超低功耗特性和兼容性特性。其中系統(tǒng)平均功耗實測值為108.48uW，不僅