無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)MAC層協(xié)議的研究與改進(jìn)開(kāi)題報(bào)告

無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)MAC層協(xié)議的研究與改進(jìn)開(kāi)題報(bào)告一、選題背景和意義無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)（WirelessSensorNetworks，WSN）是一種基于無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)的分布式感知與數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，由大量的微型節(jié)點(diǎn)組成。WSN節(jié)點(diǎn)通常具有環(huán)境感知、信號(hào)處理、存儲(chǔ)、計(jì)算和通信等能力。WSN應(yīng)用廣泛，如農(nóng)業(yè)、環(huán)境監(jiān)測(cè)、物流、智能交通等領(lǐng)域。MAC（MediumAccessControl）層是WSN中最重要的協(xié)議層之一，其作用是協(xié)調(diào)各節(jié)點(diǎn)之間的通信以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸。目前，WSNMAC層協(xié)議存在著一些問(wèn)題，如傳輸延遲長(zhǎng)、能耗高、網(wǎng)絡(luò)容量低等。因此，對(duì)WSNMAC層協(xié)議進(jìn)行研究和改進(jìn)具有重要意義和科學(xué)價(jià)值。二、研究?jī)?nèi)容和方法本文擬研究的問(wèn)題主要集中在WSNMAC層協(xié)議方面。具體來(lái)說(shuō)，將對(duì)現(xiàn)有的WSNMAC層協(xié)議（如SMAC、TMAC、B-MAC等）進(jìn)行分析，針對(duì)其存在的問(wèn)題，提出優(yōu)化策略并設(shè)計(jì)改進(jìn)算法，從而提高WSN的性能。具體研究方法將包括以下幾個(gè)方面：1.對(duì)WSNMAC層協(xié)議進(jìn)行分析，包括各種協(xié)議的優(yōu)缺點(diǎn)分析、性能比較等。2.針對(duì)現(xiàn)有WSNMAC層協(xié)議存在的問(wèn)題，提出一些優(yōu)化策略（如加快數(shù)據(jù)傳輸速度、減少能耗、增加網(wǎng)絡(luò)容量等）。3.設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)改進(jìn)算法，利用模擬器或?qū)嶋H硬件進(jìn)行仿真驗(yàn)證和實(shí)驗(yàn)。4.分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，總結(jié)改進(jìn)算法的性能、優(yōu)化效果等特點(diǎn)。三、預(yù)期成果和創(chuàng)新點(diǎn)本次研究預(yù)期能夠?qū)崿F(xiàn)以下幾點(diǎn)：1.對(duì)WSNMAC層協(xié)議現(xiàn)有問(wèn)題做出進(jìn)一步的分析和認(rèn)識(shí)，提出針對(duì)以上問(wèn)題的各種優(yōu)化策略。2.針對(duì)以上優(yōu)化策略，設(shè)計(jì)改進(jìn)算法并實(shí)現(xiàn)其仿真和實(shí)驗(yàn)過(guò)程，驗(yàn)證其優(yōu)化效果。3.通過(guò)比較實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，確定各改進(jìn)算法的性能特點(diǎn)，比較它們的優(yōu)缺點(diǎn)，為今后的研究提供借鑒。本次研究的創(chuàng)新點(diǎn)主要在于從大量的現(xiàn)有協(xié)議中進(jìn)行篩選，選取優(yōu)良協(xié)議并通過(guò)對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化，進(jìn)而提升WSN的性能表現(xiàn)。此外，研究中采用的改進(jìn)算法也是本文的創(chuàng)新點(diǎn)之一。四、可行性分析本次研究的可行性分析，主要從以下三個(gè)方面進(jìn)行評(píng)估：1.數(shù)據(jù)資源方面：利用已有的數(shù)據(jù)資源進(jìn)行研究，數(shù)據(jù)來(lái)源可從數(shù)據(jù)庫(kù)、論文或公共數(shù)據(jù)集中獲得，且獲得數(shù)據(jù)相對(duì)容易，可操作性強(qiáng)。2.計(jì)算資源方面：數(shù)據(jù)處理的計(jì)算資源主要是通用的計(jì)算機(jī)，硬件設(shè)備使用普及，特殊的計(jì)算資源可使用機(jī)房等資源。3.工作基礎(chǔ)方面：具有相關(guān)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)背景，有較好的實(shí)驗(yàn)和工程能力，同時(shí)有良好的合作基礎(chǔ)和軟硬件支持。以上三個(gè)方面均較為完善和可靠，因此本次研究的可行性較高。五、進(jìn)度安排時(shí)間節(jié)點(diǎn)|計(jì)劃內(nèi)容--------|---------第1-2周|研究現(xiàn)有WSNMAC層協(xié)議，并進(jìn)行問(wèn)題分析第3-4周|確定優(yōu)化策略，并設(shè)計(jì)改進(jìn)算法第5-7周|實(shí)現(xiàn)改進(jìn)算法并進(jìn)行仿真驗(yàn)證第8-10周|在實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行總結(jié)分析第11-12周|根據(jù)分析結(jié)果撰寫(xiě)論文并進(jìn)行修訂六、參考文獻(xiàn)[1]李超,楊建強(qiáng),雷月,等.無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)MAC層協(xié)議綜述[J].北京工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2013,19(5):5-12.[2]AbbasiAA,YounisM.Asurveyonclusteringalgorithmsforwirelesssensornetworks[J].ComputerCommunications,2007,30(14-15):2826-2841.[3]PogueJT,KatzRH.Ananalysisoflong-rangewifimeshnetworksforbordersurveillance[C]//2007MILCOMIEEEMilitaryCommunicationsConference.IEEE,2007:1-6.[4]HeinzelmanW,ChandrakasanA,BalakrishnanH.Energy-efficientcommunicationprotocolforwirelessmicrosensornetworks[C]//SystemSciences,2000.Proceedingsofthe33rdAnnualHawaiiInternationalConferenceon.IEEE,2000:1-10.[5]YeW,HeidemannJ,EstrinD.Mediumaccesscontrolwithcoordinatedadaptivesleepingforwirelesssensornetworks[C]//Para