本文關(guān)鍵詞：無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)通信機(jī)制與節(jié)能的研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《電子科技大學(xué)》 2007年

無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)通信機(jī)制與節(jié)能的研究

潘家根  

【摘要】： 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)是一種新的信息獲取和處理技術(shù),它具有自組織、快速展開(kāi)、抗毀壞性強(qiáng)等特點(diǎn),在軍事、環(huán)境監(jiān)測(cè)、醫(yī)療健康、工業(yè)控制等方面有著十分廣闊的應(yīng)用前景。近年來(lái),隨著無(wú)線通信、集成電路、傳感器及微電機(jī)系統(tǒng)(MEMS)等技術(shù)的發(fā)展,使得大規(guī)模生產(chǎn)體積小、成本低、具有數(shù)據(jù)收集、短距離無(wú)線通信和數(shù)據(jù)處理能力的傳感器節(jié)點(diǎn)成為可能。技術(shù)條件的成熟和大量潛在的應(yīng)用需求使得無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)受到人們?cè)絹?lái)越多的關(guān)注和重視。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)正成為國(guó)內(nèi)外無(wú)線網(wǎng)絡(luò)研究的一個(gè)熱點(diǎn)。 目前,無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的研究主要包括網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),節(jié)點(diǎn)硬件平臺(tái),節(jié)點(diǎn)軟件體系結(jié)構(gòu),如鏈路層協(xié)議,路由層協(xié)議和管理軟件等。本文依托國(guó)家發(fā)改委項(xiàng)目,對(duì)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的通信機(jī)制作了深入研究。論文首先介紹了無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的一些基本概念、應(yīng)用前景和國(guó)內(nèi)外研究的態(tài)勢(shì),并簡(jiǎn)要介紹了無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)以及所涉及的各方面的關(guān)鍵技術(shù)。然后,詳細(xì)說(shuō)明了在自主設(shè)計(jì)的硬件平臺(tái)上基于IEEE 802.15.4的數(shù)據(jù)鏈路層的實(shí)現(xiàn),并進(jìn)一步對(duì)組網(wǎng)路由進(jìn)行了研究和實(shí)現(xiàn)。在此軟硬件平臺(tái)的環(huán)境之上,論文對(duì)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)通信機(jī)制節(jié)能的方面進(jìn)行了研究,并從功率控制的角度切入,設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)了一種基于功率控制的節(jié)能算法。 論文最后對(duì)我們目前研究的成果進(jìn)行了總結(jié),并指出了研究工作中的一些缺點(diǎn)和不足之處,以及進(jìn)一步改進(jìn)與后續(xù)工作的方向。

【關(guān)鍵詞】：
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2007
【分類號(hào)】：TP212.9;TN929.5
【目錄】：

摘要4-5

ABSTRACT5-8

第一章 引言8-18

1.1 研究背景8

1.2 國(guó)內(nèi)外研究態(tài)勢(shì)8-9

1.3 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)9-12

1.3.1 傳感器網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)9-10

1.3.2 傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)10-11

1.3.3 傳感器網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧11-12

1.4 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的特征12-13

1.5 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù)13-17

1.6 研究?jī)?nèi)容和論文組織17-18

第二章 數(shù)據(jù)鏈路層的研究與實(shí)現(xiàn)18-42

2.1 IEEE802.15.4 協(xié)議概述18

2.2 IEEE802.15.4 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧18-24

2.2.1 物理層19-20

2.2.2 MAC 子層20-24

2.3 無(wú)線網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)24-41

2.3.1 傳感器節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)24-25

2.3.2 微控制器25-26

2.3.3 無(wú)線射頻芯片CC242026-34

2.3.4 CC2420 下通信相關(guān)的硬件抽象層實(shí)現(xiàn)34-36

2.3.5 CC2420 下MAC 層的實(shí)現(xiàn)36-41

2.4 小結(jié)41-42

第三章 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由設(shè)計(jì)42-58

3.1 概述42

3.2 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)42-46

3.2.1 星形網(wǎng)絡(luò)的形成43-44

3.2.2 點(diǎn)對(duì)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)的形成44-46

3.3 組網(wǎng)路由的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)46-57

3.3.1 路由程序和系統(tǒng)其它模塊的關(guān)系46-47

3.3.2 路由程序的工作原理47

3.3.3 路由程序相關(guān)的數(shù)據(jù)格式47-48

3.3.4 路由程序的工作流程48-55

3.3.5 路由協(xié)議的主要特點(diǎn)55

3.3.6 路由協(xié)議的主要限制55-56

3.3.7 組網(wǎng)實(shí)驗(yàn)56-57

3.4 小結(jié)57-58

第四章 功率控制與通信協(xié)議層節(jié)能的研究58-74

4.1 概述58

4.2 無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)能耗分析58-59

4.3 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的節(jié)能分析59-62

4.3.1 單個(gè)節(jié)點(diǎn)的節(jié)能優(yōu)化59-61

4.3.2 無(wú)線通信的節(jié)能優(yōu)化61

4.3.3 整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的節(jié)能優(yōu)化61-62

4.4 功率控制對(duì)通信協(xié)議層節(jié)能的影響62-65

4.4.1 功率控制對(duì)網(wǎng)絡(luò)層的影響62-64

4.4.2 功率控制對(duì)MAC 層的影響64-65

4.4.3 功率控制對(duì)物理層的影響65

4.5 基于功率控制算法的設(shè)計(jì)65-73

4.5.1 關(guān)于CC2420 能耗相關(guān)的參數(shù)說(shuō)明65-67

4.5.2 算法設(shè)計(jì)67-70

4.5.3 算法實(shí)驗(yàn)70-73

4.6 小結(jié)73-74

第五章 總結(jié)與展望74-75

致謝75-76

參考文獻(xiàn)76-78

在學(xué)期間的研究成果78-79

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本文編號(hào)：206909