無線傳感器網絡中基于粒度控制的節(jié)能調度算法研究.pdf

1、無線傳感器網絡是由大量傳感器節(jié)點組成的一種無基礎設施、自組織的新型網絡，作為微電子技術、傳感器技術和無線通信技術相結合的產物，在農業(yè)、軍事、環(huán)境、工業(yè)控制等領域具有廣泛的應用前景。無線傳感器網絡無中心、動態(tài)拓撲、信道帶寬窄且節(jié)點能力有限。為了適應這種獨特的組網方式，必須為無線自組網設計相應的協(xié)議。傳感器節(jié)點通常采用電池供電，能量受限是最突出的問題。因此能量問題的研究是當前無線傳感器網絡研究的一大熱點。 介質訪問控制協(xié)議(medi

2、um access control，MAC)規(guī)定了傳感器網絡無線信道的使用方式并為各節(jié)點分配信道資源，是無線傳感器網絡研究的重要方向。MAC協(xié)議能耗水平直接影響到節(jié)點數(shù)據采集能力和網絡生存時間，對傳感器網絡的性能有很大影響，是保證無線傳感器網絡高效通信的關鍵網絡協(xié)議之一。因此，有效節(jié)約能量，延長網絡生命周期是無線傳感器網絡MAC協(xié)議設計的首要目標。 當前無線傳感器網絡中主要從減少節(jié)點空閑偵聽、節(jié)點串音、數(shù)據碰撞等幾個角度來控制M

3、AC協(xié)議層的能耗。為了提高無線傳感器網絡MAC協(xié)議層的能量有效性，本文提出了一種基于粒度控制的節(jié)能調度算法ESAAC。算法分為兩個功能模塊：數(shù)據優(yōu)化模塊EACA與調度模塊，分別從優(yōu)化MAC層數(shù)據和優(yōu)化MAC信道調度兩個方面來控制MAC協(xié)議的能耗，EACA模塊作為調度模塊的一個輸入單元影響整個算法的性能。ESAAC采用獨立于應用的數(shù)據融合(AIDA)技術，通過在MAC層中對數(shù)據進行再優(yōu)化，以此來降低MAC協(xié)議通信負載：引入了基于簇結構的加