傳感器網(wǎng)絡(luò)及其介質(zhì)訪問控制協(xié)議的研究

1、傳感器網(wǎng)絡(luò)及其介質(zhì)拜候操縱協(xié)議的研究王德智;王忠臣;李金寶摘要:多無線收發(fā)器的傳感器網(wǎng)絡(luò)ulti-radiirelesssensrnetrks是一種帶寬較寬，網(wǎng)絡(luò)適時性較強，吞吐量較大的特別的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)。本文研究了多無線收發(fā)器傳感器網(wǎng)絡(luò)上的a協(xié)議，方案實現(xiàn)了一種充實地利用了這這種網(wǎng)絡(luò)的多收發(fā)器、多頻道特性的a協(xié)議，該協(xié)議可以或許充實發(fā)揮多收發(fā)器傳感器網(wǎng)絡(luò)的特性，為上層協(xié)議的開拓提供有力的保障。關(guān)鍵詞:多收發(fā)器；傳感器網(wǎng)絡(luò)；a協(xié)議一、弁言無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是由大量具有通訊與盤算本領(lǐng)的傳感器節(jié)點組成的網(wǎng)絡(luò)體系。傳感器網(wǎng)絡(luò)除了具有adh網(wǎng)絡(luò)的挪動性、斷接性、電源本領(lǐng)范圍等配合特性以外，還具有許多其他

2、光顯的特點，如通訊本擁有限、盤算本擁有限、感知數(shù)據(jù)流宏大并具有及時性等特點。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的通訊帶寬較低，也存在播送數(shù)據(jù)的辯論題目，固然可以接納握手、時間調(diào)理等協(xié)議來只管淘汰丟包和辯論，但這些軟件協(xié)議并不克不及從底子上辦理碰撞、無線辯論、帶寬較低的題目。多收發(fā)器無線傳感器網(wǎng)絡(luò)r-sns：ultipleradiirelesssensrnetrks接納了多個無線收發(fā)器，可以在很大程度上淘汰網(wǎng)絡(luò)的辯論、增長通訊帶寬。多收發(fā)器的傳感器網(wǎng)絡(luò)結(jié)合了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)和無線網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)的長處，節(jié)點廉價、挪動性和可擴展性能好、安排便利，具有多個無線模塊、多頻道無線毗連的特點，多個無線模塊可以同時的事情，因此可以低落無

3、線辯論，擴展通訊帶寬，進(jìn)步了傳感器網(wǎng)絡(luò)的及時性，低落了網(wǎng)絡(luò)耽誤。如今多收發(fā)器網(wǎng)絡(luò)的研究一樣平常都用在esh網(wǎng)絡(luò)上1；brun,nti和gregri在2中提出了一種應(yīng)用多收發(fā)器網(wǎng)絡(luò)的esh的技能。在多收發(fā)器無線網(wǎng)絡(luò)中，由于其無線模塊、無線信道的增多，必要一個有用的a協(xié)議來支持，使其多無線模塊、多無線頻道的成效得到公正利用。二、多收發(fā)器傳感器網(wǎng)絡(luò)a協(xié)議的方案多無線收發(fā)器的傳感器網(wǎng)絡(luò)是由具有多個無線收發(fā)器的節(jié)點組成。多收發(fā)器無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點重要可分為6個模塊，中心微處置懲罰器模塊，多個無線收發(fā)模塊，電源辦理模塊，傳感器模塊，存儲模塊。介質(zhì)拜候操縱(a)協(xié)議是一項布局底層底子網(wǎng)絡(luò)布局的緊張技能，在

4、傳感器網(wǎng)絡(luò)中，它的重要成效是為數(shù)據(jù)傳輸創(chuàng)立毗連以及在各網(wǎng)絡(luò)節(jié)點間公正、高效地分派通訊資源。傳統(tǒng)a協(xié)議的方案目的是最大化吞吐量、最小化時延而且提供公正性。而傳感器網(wǎng)絡(luò)a協(xié)議方案還必要思量最小化能耗等題目，這就決定了它要適度地減小吞吐量和增長時延。別的，傳感器網(wǎng)絡(luò)的一些典范應(yīng)用(如戰(zhàn)場目的跟蹤)也對其a協(xié)議的方案提出了差異于傳統(tǒng)無線網(wǎng)絡(luò)的要求。多無線收發(fā)器傳感器網(wǎng)絡(luò)就是為了打破吞吐量時延這個瓶頸方案的，它還必要有一個相宜的a協(xié)議來公正的分派無線資源?，F(xiàn)有的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)上的a協(xié)議，都有只有一個收發(fā)器，固然有針對多個無線頻道的a協(xié)議，一樣平常又要求嚴(yán)酷的時間同步，在大量的麋集的傳感器網(wǎng)絡(luò)中做到全網(wǎng)的

5、時間同步是很困難的。在無線網(wǎng)格網(wǎng)中，針對多收發(fā)器的無線網(wǎng)絡(luò)的a協(xié)議，由于網(wǎng)格網(wǎng)的特別特點，都有思量到節(jié)點的處置懲罰本領(lǐng)、通訊本領(lǐng)、節(jié)點的密度等相干因素，這些a協(xié)議都不得當(dāng)多收發(fā)器無線傳感器網(wǎng)絡(luò)。多收發(fā)器無線傳感器網(wǎng)絡(luò)底層事情如圖1所示?，F(xiàn)有的傳感器網(wǎng)絡(luò)通常每個節(jié)點只有一個收發(fā)器，以是同一時候只能吸收到來自一個節(jié)點的信息，縱然如今的節(jié)點可以有多個事情頻率，每個頻率也不克不及同時事情，而多收發(fā)器的傳感器網(wǎng)絡(luò)的多個收發(fā)器那么可以同時的事情。本文以具有兩個收發(fā)器的節(jié)點為例，闡述多收發(fā)器傳感器網(wǎng)絡(luò)的a協(xié)議的方案與實現(xiàn)。本文接納每個收發(fā)器都設(shè)置差異的事情頻道的要領(lǐng)，使兩個收發(fā)器可以或許同時事情。比方節(jié)點a

6、和節(jié)點b通訊時接納頻率f1，節(jié)點和節(jié)點b通訊時接納頻率f2，f1!=f2，如許就能包管三個節(jié)點之間同時舉行通訊。節(jié)點之間通訊的數(shù)據(jù)包可分為播送信息和單播信息。在發(fā)送播送包時，本文接納一個收發(fā)器事情。無線網(wǎng)絡(luò)的播送差異于有線網(wǎng)絡(luò)，它的播送以傳輸范疇為半徑向外播送，每個節(jié)點同時偕行的時間又可以分為三種環(huán)境，本文以節(jié)點b為例舉行說明。第一種環(huán)境，如圖1a所示，兩個節(jié)點a和同時向節(jié)點b發(fā)送數(shù)據(jù)時，節(jié)點a接納f1發(fā)送，節(jié)點接納f2發(fā)送，節(jié)點b的兩個收發(fā)器都處于吸收狀態(tài)。假設(shè)一個節(jié)點只有一個收發(fā)器時，那么節(jié)點只能擔(dān)當(dāng)?shù)絹碜砸粋€節(jié)點的信息，而這兩個節(jié)點又利用雷同的頻率，連個數(shù)據(jù)包就產(chǎn)生了碰撞，從而導(dǎo)致了兩個

7、數(shù)據(jù)包的喪失。多收發(fā)器無線傳感器網(wǎng)絡(luò)很好的辦理了這個題目，圖中節(jié)點b就同時吸收到了來自節(jié)點a和節(jié)點的數(shù)據(jù)包，而且沒有產(chǎn)生碰撞。第二種環(huán)境，如圖1b所示。當(dāng)節(jié)點a向節(jié)點b發(fā)送數(shù)據(jù)，同時節(jié)點b向節(jié)點發(fā)送數(shù)據(jù)，接納的頻率同第一種環(huán)境。這種環(huán)境在單收發(fā)器無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中是不存在的，而且由于單個收發(fā)器的發(fā)送和吸收之間轉(zhuǎn)換必要必然的時間，以是大概會造成網(wǎng)絡(luò)延時的增長。接納多收發(fā)器無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點就可以同時收發(fā)無線數(shù)據(jù)包，由于發(fā)送和吸收的時間雷同，以是就相稱于淘汰了一半的通訊時間。節(jié)點的多收發(fā)器之間不存在發(fā)送和吸收狀態(tài)之間的切換，因此可以進(jìn)一步進(jìn)步通訊的及時性。第三種環(huán)境，如圖1所示，節(jié)點b同時向節(jié)點a和節(jié)點發(fā)送數(shù)據(jù)，頻率同前。在單收發(fā)器無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中，必需連續(xù)發(fā)送數(shù)據(jù)報，為了包管可靠通訊，還必要等候數(shù)據(jù)通訊樂成應(yīng)答后才氣夠發(fā)送下一個數(shù)據(jù)包，而在多收發(fā)器無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中，節(jié)點那么可以以差異的收發(fā)器同時發(fā)送差異的數(shù)據(jù)包。綜上所述，多收發(fā)器無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點可以以全雙工通訊的形式事情，擴展帶寬，淘汰無線辯論，增大網(wǎng)絡(luò)吞吐量，利用多個收發(fā)器同時事情，淘汰網(wǎng)絡(luò)時延。三、結(jié)論及將來的事情多收發(fā)器傳感器網(wǎng)絡(luò)的研究方才起步，是傳感器網(wǎng)絡(luò)的一個新的研究題目，其上