基于ZigBee無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的MAC層的節(jié)能研究.pdf

1、由于科技不斷的進(jìn)步，嵌入式技術(shù)、微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS）技術(shù)以及無線通信技術(shù)日益發(fā)展，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)受到普遍關(guān)注，應(yīng)用于生物醫(yī)療、國防工業(yè)、無人地帶的監(jiān)控等許多領(lǐng)域。而無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)要求設(shè)備低功耗，節(jié)點(diǎn)低成本，能量消耗有限，因而能耗問題成為了制約其發(fā)展的瓶頸，研究無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)能策略成為一個熱點(diǎn)。ZigBee協(xié)議具備的特點(diǎn)：非常低的功耗，靈活自主的組網(wǎng)模式、非常低的速率等，符合無線傳感網(wǎng)絡(luò)的自身要求，因而研究基于ZigBee網(wǎng)絡(luò)的節(jié)

2、能變得非常有意義。MAC協(xié)議不僅要處理數(shù)據(jù)沖突以及無線信道競爭，也負(fù)責(zé)控制 RF無線通信的工作狀態(tài)，因此研究的一個重點(diǎn)方向便是基于ZigBee網(wǎng)絡(luò)的MAC協(xié)議的節(jié)能。
　　本文首先介紹無線傳感器網(wǎng)絡(luò)以及節(jié)能方面的國內(nèi)外研究狀況；接下來具體介紹如何設(shè)計ZigBee網(wǎng)絡(luò)。ZigBee網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)架構(gòu)是ARM7微控制器+μC/OS-II操作系統(tǒng)，硬件方面主要由節(jié)點(diǎn)控制器選用飛利浦公司的LPC2136，RF無線通信模塊由CC2520+CC

3、2591構(gòu)成，節(jié)點(diǎn)的操作系統(tǒng)采用μC/OS-II，調(diào)度ZigBee協(xié)議棧，使其工作；最后研究基于ZigBee協(xié)議棧的MAC協(xié)議，針對異步MAC協(xié)議采用的低功率偵聽（LPL）的不足之處，提出了新的算法，構(gòu)建自適應(yīng)偵聽模型，引入輪詢時間能夠根據(jù)信道流量變化而進(jìn)行調(diào)整的策略，代替了固定的輪詢間隔，并進(jìn)行仿真驗(yàn)證，降低了節(jié)點(diǎn)功耗。
　　本文設(shè)計的ZigBee網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)，通過節(jié)點(diǎn)間通信距離的測試以及節(jié)點(diǎn)功耗的測試，驗(yàn)證節(jié)點(diǎn)的可靠性，再引入構(gòu)