无线传感器网MAC层协议研究综述

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1、重庆邮电大学研究生堂下考试答卷2016-2017学年第1学期考试科目无线传感器网络姓名李明年级2016专业电子与通信工程2016年12月19H无线传感器网MAC层协议研究综述李明(重庆邮电大学通信与信息工程学院电子信息与网络工程研究院)摘要：无线传感器网络是一种由多个节点通过无线自组织方式构成的网络。其中MAC协议是无线传感器网络不可或缺的部分。本文主要研究无线传感网络的MAC层协议。主要介绍了几种主流的典型MAC协议，并简单的分析和比较这些协议的优缺点以及使用范围，重点研究近两年对WSN的MAC协议的成果，最后阐明了无线传感器网MAC层协议发展趋势。关键词：

2、无线传感器网络；MAC；吋延；低能耗AReviewofMACProtocolsinWirelessSensorNetworksMingLi(ChongqingUniversityofPostsandTelecommunicationsCollegeofCommunicationandInformationTechnologyInstituteofElectronicInformationandNetworkEngineering)Abstract：Wirelesssensornetworks(WSNs)areakindofnetworkcomposedofmu

3、ltiplenodesbywirelessself-organization.MACprotocolisanindispensablepartofwirelesssensornetwork.ThispapermainlystudiestheMAClayerprotocolofwirelesssensornetwork.ThispapermainlyintroducesseveraltypicalMACprotocolsinthemainstream,andanalyzesandcomparestheadvantagesanddisadvantagesofthe

4、seprotocolsandthescopeoftheiruse.ItfocusesontheresultsofMACprotocolsoverthelasttwoyears,andexpoundsthedevelopmenttrendofMACprotocolsinwirelesssensornetworks..Keywords:Wirelesssensornetwork;MAC;delaytime;lowenergyconsumption1研究背景上世纪90年代由美国率先提出“国家智能交通系统项目计划二旨在运用传感器技术、无线通信技术及嵌入式计算机信息处理

5、技术将全球建立成一个全方位的实时、高效、精确的交通运输综合管理系统。此系统以传感器网络为媒介进行有效的交通管理，比如设定好前后车的间隔距离，给汽车设定好行驶的速度，解决最佳的行车线路，提供道路的最新消息如是否堵车是否在维修等。20世纪初期，英特尔公司提出一项“以微型WSN为基础的新型计算发展规划”。他们将在医疗卫生、环境监控、气象监测乃至地质灾害调查、矿产探测等领域将微型WSN融入其中，早H实现大规模的实际运用。近年来我国也开始关注这一领域发展并开展了许多研究工作。WSN自提出以来已经得到了诸多使用，普遍使用在军事、智能家居、工农业控制、环境检测、生物医疗等领

6、域，被视为对将来产生重大影响力的极为重要科技之一。2无线传感网简介无线传感器网络(wirelessSensorsNetworks,WSN)是由大批拥有特有功能的传感器节点经过自组织的无线通讯方法，彼此发送数据，共同地实现特定功能的特殊网络。其最明显特征是节点能量有限、数量多、无中心自组织、密集分布以及动态网络⑴。无线传感器网络大致包括普通节点、汇聚节点以及管理节点。大批传感节点随机部署在检测地区内部或四周，可以经过自组织方式形成WSN网络。当节点检测到数据后，将其顺着其余节点按照逐跳方式传递，最后到达汇聚节点，再使用互联网将数据发送到管理节点。WSN体系结构如

7、图1：监测区域传感器节点图1WSN体系结构WSN的主要特征有：①电池能量有限；②节点数量多；③动态拓扑；④自组网络；⑤多跳路由；⑥以数据为中心；⑦通信半径小；⑧计算能力有限等。3无线传感器网络的MAC层协议概述3.1MAC层协议简介无线传感器网络协议栈(如图2)包括物理层、介质访问层、MAC层、网络层。在无线传感器网络体系结构中，MAC协议处于网络协议底层，控制着无线信道使用方式和节点共享网络媒体接入，负责为节点分配信道资源，决定着网络吞吐量、时延、生存寿命等性能，可见MAC协议是实现无线传感器网络网络管理接口应用服务接口应用层时间同步定位传输层网络层数据链传

8、输控制MAC拓扑控制服务质址能量管理贬