无线传感器网络mac层低能耗协议研究

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1、密级分类号太原理工大学硕±学位论文器网络ＭＡＣ层低能耗协议妍究题目无线传感ＴｈｅＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＬｏｗ－ｅｎｅｒＭＡＣＰｒｏｔｏｃｏｌｓｉｎＷｉ化ｌｅｓｓｇｙ英文并列题目ＳｅｎｓｏｒＮｅｔｗｏｒｋ李讳－璋研究生姓名：２０１３５２０１７９学号：．电子与通信工程专业研祭古向．无线传感器网络赵菊敏导师姓名：教卷职称：学位授予单位：太原理工大学论文提交日期２０１６／６山西？太原地址：太原理工大学声明，本人郑重声明：所呈交的学

2、位论义，是本人在指导教师的指导下３虫立进研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体。本声明的，均已在文中明确方式标明法律责任由本人承担。＊夺稀玻日期；婚论文作者签名：关于学位论文使用权的说明本人完全了解太原理工大学有关保管、使用学位论文的规定，其、中包括：①学校有权保管并向有关部口送交学位论文的原件与复印＾件１＾采用影印、缩印或其它复制手段复制并保存学位论文；；②学校可③学校可允许学位论文被查阅或借阅；④学校可＾又学术

3、交流为目的，复制赠送和交换学位论文／⑤学校可Ｗ公布学位论文的全部或部分内容（保密学位论文在解密后遵守此规定）。２０／Ｈ．６签导名；輪玻日期；师签名；朵為聲日期；丫．太原理工大学硕士研究生学位论文无线传感器网络MAC层低能耗协议研究摘要无线传感器网络（WirelessSensorNetwork,WSN）的大量物理数据感知和处理能力，越来越受到业界的关注和欢迎，已经广泛地应用于环境监测、物流管理、工业控制等诸多领域。无线传感器节点集成了通信模块、数据存储模块与传感器的功能，大量无线传感器节点组成的无线传感网络，可以实时感知数

4、据并传输到信息处理中心。数据的传输过程是无线传感器网络实时监测数据的关键技术之一，决定着网络数据的有效性和可靠性。由于部署无线传感器网络的环境复杂多变，甚至是人不易到达的地方，传感器网络的后期维护所面临的问题亟需解决。由于传感器节点目前采用电池供电，在没有后期维护的情况下很难持续工作，因此传感器节点的长期部署必须考虑节点能耗问题。研究人员针对不同的部署环境提出了不同的通信协议，目的是最大限度地满足不同的环境要求。本文研究了无线传感器网络的媒体控制（MediaAccessControl，MAC）协议，针对MAC协议重点解决的数据冲突问题进行了探讨。在分析

5、了现有MAC协议的基础上提出了P-MAC和I-MAC两种协议。P-MAC采用了与载波侦听多路访问/冲突避免（CarrierSenseMultipleAccesswithCollisionAvoidance,CSMA/CA）相同的载波侦听机制。与CSMA/CA不同的是，P-MAC利用接收节点发送随机数信息包，发送节点通过物理层接收随机数信息包来确定发送优先级，退避时间被大幅减少。同时，接收节点发送随机数信息包是采用广播方式，间接地解决了CSMA/CA中的隐藏I太原理工大学硕士研究生学位论文终端问题导致的数据包冲突。I-MAC协议首先在硬件结构上增加了天线

6、的数量，基于这种新的硬件结构我们设计了冲突实时监测的方法，将传统的重传数据包改进为续传数据包，减少了冲突对网络性能的影响。在解决复杂拓扑结构下的冲突问题时，本文利用双天线结构优化了传统的退避算法，提高了信道利用率和网络的吞吐量。关键词：无线传感网络，MAC层协议，冲突，退避算法II太原理工大学硕士研究生学位论文THERESEARCHONLOW-ENERGYMACPROTOCOLSINWIRELESSSENSORNETWORKABSTRACTWirelessSensorNetworkisincreasinglyconcernedandacceptedby

7、thefield,whichhastheabilityofsensingandprocessingphysicaldata.Wirelesssensornetworkshavebeenusedinenvironmentalmonitoring,logisticsmanagement,industrialcontrolandmanyotherfields.Thenodeintegratedcommunicationmodule,datastoragemoduleandsensorfunction.Wirelesssensornetworkcontains

8、alargenumberofnodes,whichcansensedatatimelyandt