无线传感器网络动态节能接入协议研究

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传感器、微机电系统(MEMS)、嵌入式计算、现代网络和无线通信等技术的进步,推动了无线传感器网络的产生和发展。由于其广泛的应用前景,无线传感器网络被认为是21世纪最重要的技术之一,成为当今研究的热点。信道接入控制(MAC)协议是无线传感器网络的重要支撑之一。为了使移动节点与无线传感器网络及时建立、维持或释放连接,并且消耗较少能量,提出一种动态、节能的信道接入控制协议DEE-MAC。该协议以一种新颖的方式在TDMA的基础上叠加了动态分簇和优先级竞争簇头机制。基于时分多址(TDMA)机制使节点在空闲时隙能够及时进入睡眠,大大减少了由空闲侦听引起的能耗;采用分簇算法使所有传感器节点动态集群,形成众多簇,节点可以自由地加入或退出该簇,适应了网络拓扑结构的变化并降低了网络延迟;引入簇头竞争机制均衡了每个传感器节点的能耗,延长了网络的生命周期。该协议适用于移动和静止场景,有较高的信道利用率,在节省能量的同时也提供合理的服务质量(Quality of Service,QoS)。利用OPNET网络仿真工具将DEE-MAC协议与SMAC协议作比较,结果表明,在有移动节点加入时,新的算法DEE-MAC在数据吞吐量、延时以及丢包率方面比SMAC协议都有明显改善。
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