浅谈无线传感器网络..
点击数：7555 次 录入时间：03-04 11:57:07 整理：http://www.55dianzi.com 电工基础
IEEE 802.15.4标准规划了几个工作频段。其中，2.4GHz频段的物理层可提供250Kb/s的数据传输率，适用于高吞吐量、低延时或低作业周期的场 合；工作在869/915MHz频段的物理层则能提供20Kb/s的数据传输率，适用于低速率、高灵敏度和大覆盖面积的场合。依据IEEE 802.15.4标准的协议被称为Zigbe e，其传输带宽虽然没有Wi-Fi和Blue Tooth大，但是能耗较低，非常适合无线传感器网络。 MAC层协议 信号的传输要靠信道，因此信道也就成为了一种宝贵的资源。怎样合理有效的分配信道，就是数据链路层中的MAC子层要解决的问题了。无线传感器网络经常使用的有三种MAC协议：传感器协议（S-MAC），分布式能量意识协议（DE-MAC）和协调设备协议。S-MAC协议通过调 配节点的休眠方式来有效地分配信道；DE-MAC则采用周期性监听和休眠机制，避免空闲监听和串音，其目的是减少能耗和增加网络的生存周期；MD协议则能 为大规模、低占空比运行的节点提供了不需要高精度时钟的可靠通信。总体来说，无线传感器网络的MAC协议在分配信道的同时还要保证系统的能耗最低。 路由 在具备底层传输协议的保障后，信息怎样快速地从源传输到目的地就是由路由协议来解决了。简单来说，路由要实现两个基本功能：确定最佳路径和通过网络传输信息。数据传输的途径存于路由表，由路由算法初始化并负责维护。 无线传感器网络与普通的网络不同，它有自己的特点：比如能量受限，通信方式以数据为中心，相邻节点的数据有着相似性，拓扑结构也在不断的变化等。与此对应，常规网络的路由并不一定能适应无线传感器网络。 下面来介绍几种常见的路由协议： 1 泛洪式路由。这是一种非常传统的路由协议。泛洪式路由不进行维护网络拓扑和相关路由计算，只负责以广播形式转发数据包，因此效率并不高。 2SPIN。SPIN是一组基于协商并且具有能量自适应功能的协议。节点之间通过协商来确定是否有发送信号的必要，并实时监控网络中的能量负载来改变工作模式。以上两种协议都是平面路由协议，依照这种协议，节点并不进行分区归类。 3 LEACH。LEACH是一种分层网络协议，它以循环的方式随机选择簇首节点，将全网络的能量负载平均分配到每个传感器节点，从而达到降低网络能源消耗的 目的。这里要解释一下簇，簇是分层路由协议的概念，根据分层路由协议，网络被划分成不同簇，每一个簇由一个簇首和簇成员组成，多个簇首形成高级的网络，簇 首节点不仅负责其辖下簇内信息的收集和融合处理，还负责簇之间数据的转发。 4 PEGASIS。PEGASIS可谓LEACH的升级版本。按照其规定，只有最为邻近的节点才相互通信，节点与汇聚点轮流通信，当所有的节点都与汇聚点通信后，节点再进行新一回合的轮流通信。 能量管理 能耗是无线传感器网络所面临的最大问题，因为节点长期处于无人值守的状况下，有效的能耗策略必不可少。 目前最常使用的策略是休眠机制，即在节点空闲时，使其处于休眠状态，此时其能耗降到最低。但是休眠的节点在转回正常状态的时候，往往会消耗大量的能量，因此寻找合理的状态转换策略是确保休眠机制成功的关键。 数据融合是另一项节能技术。多个邻近节点经常会采集同样的信息，发送这些冗余信息就给系统增加了不必要的负担。因此，通过本地计算和筛选，确保发送出最有效的信息就是数据融合的任务。 其他能量管理策略还有冲突避免和纠错以及多跳短距离通信，这里不再一一叙述。 软件的支持上一页 [1] [2] [3] 下一页
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