传感器网络及其介质访问控制协议的研究

1、传感器网络及其介质拜候操纵协议的研究王德智;王忠臣;李金宝摘要:多无线收发器的传感器网络ulti-radiirelesssensrnetrks是一种带宽较宽，网络适时性较强，吞吐量较大的特别的无线传感器网络。本文研究了多无线收发器传感器网络上的a协议，方案实现了一种充实地利用了这这种网络的多收发器、多频道特性的a协议，该协议可以或许充实发挥多收发器传感器网络的特性，为上层协议的开拓提供有力的保障。关键词:多收发器；传感器网络；a协议一、弁言无线传感器网络是由大量具有通讯与盘算本领的传感器节点组成的网络体系。传感器网络除了具有adh网络的挪动性、断接性、电源本领范围等配合特性以外，还具有许多其他

2、光显的特点，如通讯本拥有限、盘算本拥有限、感知数据流宏大并具有及时性等特点。无线传感器网络的通讯带宽较低，也存在播送数据的辩论题目，固然可以接纳握手、时间调理等协议来只管淘汰丢包和辩论，但这些软件协议并不克不及从底子上办理碰撞、无线辩论、带宽较低的题目。多收发器无线传感器网络r-sns：ultipleradiirelesssensrnetrks接纳了多个无线收发器，可以在很大程度上淘汰网络的辩论、增长通讯带宽。多收发器的传感器网络结合了无线传感器网络和无线网格网络的长处，节点廉价、挪动性和可扩展性能好、安排便利，具有多个无线模块、多频道无线毗连的特点，多个无线模块可以同时的事情，因此可以低落无

3、线辩论，扩展通讯带宽，进步了传感器网络的及时性，低落了网络耽误。如今多收发器网络的研究一样平常都用在esh网络上1；brun,nti和gregri在2中提出了一种应用多收发器网络的esh的技能。在多收发器无线网络中，由于其无线模块、无线信道的增多，必要一个有用的a协议来支持，使其多无线模块、多无线频道的成效得到公正利用。二、多收发器传感器网络a协议的方案多无线收发器的传感器网络是由具有多个无线收发器的节点组成。多收发器无线传感器网络的节点重要可分为6个模块，中心微处置惩罚器模块，多个无线收发模块，电源办理模块，传感器模块，存储模块。介质拜候操纵(a)协议是一项布局底层底子网络布局的紧张技能，在

4、传感器网络中，它的重要成效是为数据传输创立毗连以及在各网络节点间公正、高效地分派通讯资源。传统a协议的方案目的是最大化吞吐量、最小化时延而且提供公正性。而传感器网络a协议方案还必要思量最小化能耗等题目，这就决定了它要适度地减小吞吐量和增长时延。别的，传感器网络的一些典范应用(如战场目的跟踪)也对其a协议的方案提出了差异于传统无线网络的要求。多无线收发器传感器网络就是为了打破吞吐量时延这个瓶颈方案的，它还必要有一个相宜的a协议来公正的分派无线资源。现有的无线传感器网络上的a协议，都有只有一个收发器，固然有针对多个无线频道的a协议，一样平常又要求严酷的时间同步，在大量的麋集的传感器网络中做到全网的

5、时间同步是很困难的。在无线网格网中，针对多收发器的无线网络的a协议，由于网格网的特别特点，都有思量到节点的处置惩罚本领、通讯本领、节点的密度等相干因素，这些a协议都不得当多收发器无线传感器网络。多收发器无线传感器网络底层事情如图1所示。现有的传感器网络通常每个节点只有一个收发器，以是同一时候只能吸收到来自一个节点的信息，纵然如今的节点可以有多个事情频率，每个频率也不克不及同时事情，而多收发器的传感器网络的多个收发器那么可以同时的事情。本文以具有两个收发器的节点为例，阐述多收发器传感器网络的a协议的方案与实现。本文接纳每个收发器都设置差异的事情频道的要领，使两个收发器可以或许同时事情。比方节点a

6、和节点b通讯时接纳频率f1，节点和节点b通讯时接纳频率f2，f1!=f2，如许就能包管三个节点之间同时举行通讯。节点之间通讯的数据包可分为播送信息和单播信息。在发送播送包时，本文接纳一个收发器事情。无线网络的播送差异于有线网络，它的播送以传输范畴为半径向外播送，每个节点同时偕行的时间又可以分为三种环境，本文以节点b为例举行说明。第一种环境，如图1a所示，两个节点a和同时向节点b发送数据时，节点a接纳f1发送，节点接纳f2发送，节点b的两个收发器都处于吸收状态。假设一个节点只有一个收发器时，那么节点只能担当到来自一个节点的信息，而这两个节点又利用雷同的频率，连个数据包就产生了碰撞，从而导致了两个

7、数据包的丧失。多收发器无线传感器网络很好的办理了这个题目，图中节点b就同时吸收到了来自节点a和节点的数据包，而且没有产生碰撞。第二种环境，如图1b所示。当节点a向节点b发送数据，同时节点b向节点发送数据，接纳的频率同第一种环境。这种环境在单收发器无线传感器网络中是不存在的，而且由于单个收发器的发送和吸收之间转换必要必然的时间，以是大概会造成网络延时的增长。接纳多收发器无线传感器网络节点就可以同时收发无线数据包，由于发送和吸收的时间雷同，以是就相称于淘汰了一半的通讯时间。节点的多收发器之间不存在发送和吸收状态之间的切换，因此可以进一步进步通讯的及时性。第三种环境，如图1所示，节点b同时向节点a和节点发送数据，频率同前。在单收发器无线传感器网络中，必需连续发送数据报，为了包管可靠通讯，还必要等候数据通讯乐成应答后才气够发送下一个数据包，而在多收发器无线传感器网络中，节点那么可以以差异的收发器同时发送差异的数据包。综上所述，多收发器无线传感器网络节点可以以全双工通讯的形式事情，扩展带宽，淘汰无线辩论，增大网络吞吐量，利用多个收发器同时事情，淘汰网络时延。三、结论及将来的事情多收发器传感器网络的研究方才起步，是传感器网络的一个新的研究题目，其上