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随着第五代移动通信技术（5G）网络的建设,物联网（Internet of Things,Io T）越来越多的出现在人们的视野中,在当今时代大展鸿图。物联网从结构上可以视为无线传感器网络（Wireless Sensor Network,WSN）与互联网的结合,其中网关便是实现了WSN与互联网相互连接的设备。网关不仅仅是两种网络的接口,也是两种网络的组成部分之一。WSN可以简单的分成两种设备,终端节点和汇聚节点,汇聚节点是网关的一部分,负责汇总终端节点的数据;而终端节点则以电池供电设备居多,因此对于终端节点的节能是热门的研究方向之一。本课题考虑了网关异常的场景,探讨了在该场景下的节能方案。1、提出了网关异常状态下的动态采样方案。分析了在网关异常状态下终端节点在采样方面的能耗,提出将采样数据存储在终端节点的存储器的方法,并以此提出了动态节能采样方案。分析了数据的采样频率与数据的二阶导数的关系,并由二阶导数推导出二阶差分,设计了对采样数据作二阶差分以获取数据的变化趋势,并通过分析数据的变化趋势来决定下一次的采样间隔时间的方案,从而降低了采样次数。而对于中间被省略的采样时间点,采用三次指数平滑算法预测出其中的数据,实现了数据精度的保证。当预测值与实际值偏差较大时,将采样频率调至最大,并初始化三次指数平滑值,以修正预测偏差。最后通过Matlab仿真验证提出的方案。2、提出了网关异常状态下的节能通信方案。分析了传统物联网协议在网关异常状态下终端节点的通信能耗,参考LEACH协议中由簇头收集节点数据并集中发送到基站实现节能的特点,提出由簇头轮询网关,并广播给其他节点的方案。对LEACH协议中更换簇头需要重新成簇的问题,提出了使用二分K均值算法来进行分簇的通信方案,并对整个方案的步骤进行了详细说明,包括网关异常的发现、异常的处理与恢复、簇头轮换。建立了节点的能耗模型,并基于该模型分析了方案的路由能耗,然后使用迪杰斯特拉算法为方案设计了详细的路由,包括网关正常时期和网关异常时期的路由。最后通过Matlab仿真验证提出的方案。3、建立了基于CC2530芯片和Z-Stack协议栈的软硬件平台,对方案进行了实现并评估方案的节能效果,包括预测数据的偏差、采样次数、节点通信能耗等评估标准,证明了方案可以切实有效的实现网关异常状态下的节能。