傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)調(diào)度算法研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、傳感器網(wǎng)絡(luò)是由大量低成本、低能耗、體積小且具有一定計(jì)算能力和組網(wǎng)能力的傳感器節(jié)點(diǎn)組成。傳感器節(jié)點(diǎn)一般依靠電池供電，其電能有限，并且傳感器節(jié)點(diǎn)一旦配置后，由于其工作環(huán)境等因素的限制就很難對(duì)電池進(jìn)行充電或更換電池，這就使得網(wǎng)絡(luò)的壽命受到影響，從而不能長時(shí)間的使用網(wǎng)絡(luò)。一種可行的方法是調(diào)度網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)，讓它們輪流工作來節(jié)省能源，以達(dá)到延長網(wǎng)絡(luò)壽命的目的。因此，研究傳感器網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)調(diào)度算法是十分必要的，并且將調(diào)度算法在傳感器網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)Tiny

2、OS中加以實(shí)現(xiàn)就更有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。
　　本文為了解決傳感器節(jié)點(diǎn)能源有限性帶來的問題，主要做了如下工作：
　　首先分析了目前傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)調(diào)度算法的現(xiàn)狀，主要分為三大類：基于連通、基于覆蓋、θ覆蓋。在分析的基礎(chǔ)上，找出了這些算法的不足之處在于利用了節(jié)點(diǎn)的位置信息，并同時(shí)給出了本文算法的基本思想。
　　然后，介紹了傳感器網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)TinyOS，對(duì)其特點(diǎn)和體系結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析，對(duì)TinyOS的運(yùn)行機(jī)制及底層通訊機(jī)制進(jìn)行了詳細(xì)

3、的闡述，也對(duì)實(shí)驗(yàn)仿真環(huán)境TOSSIM進(jìn)行了介紹，這些分析，為本文算法的實(shí)現(xiàn)及實(shí)驗(yàn)奠定了基礎(chǔ)。
　　接著提出了一個(gè)基于鄰居信息調(diào)度算法NDBN，它是一個(gè)完全分布式的調(diào)度算法，在算法中，節(jié)點(diǎn)不需要知道其它節(jié)點(diǎn)的位置信息，它們通過無線交換信息的方式來獲得自己的鄰居信息，然后根據(jù)自己鄰居個(gè)數(shù)的情況來進(jìn)行調(diào)度。文中對(duì)算法在初始工作節(jié)點(diǎn)的選擇、網(wǎng)絡(luò)的冗余度、睡眠節(jié)點(diǎn)的醒來率等性能方面給出了詳細(xì)的設(shè)計(jì)。
　　為將NDBN算法與TinyOS

4、結(jié)合，本文還詳細(xì)描述了NDBN算法組件的形成過程，并在分析TinyOS提供的定向擴(kuò)散路由算法TinyDiffusion的基礎(chǔ)上，將NDBN算法成功嵌入到TinyDiffusion中。
　　最后，在TinyOS的實(shí)驗(yàn)仿真環(huán)境TOSSIM中對(duì)算法進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)從NDBN算法的各個(gè)方面進(jìn)行了分析，并和其它調(diào)度算法進(jìn)行了對(duì)比。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，NDBN調(diào)度算法使得網(wǎng)絡(luò)中的大多數(shù)節(jié)點(diǎn)處于睡眠，達(dá)到了節(jié)能的目的，并且網(wǎng)絡(luò)的覆蓋基本上滿足了要求