EDAMAC事件驱动应用感知的无线传感器网络MAC协议
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基于事件驱动和服务区分的无线传感网络MAC协议研究的开题报告一、研究背景无线传感网络是一种由大量节点组成的分布式系统,这些节点具有感知、处理、通信等能力,能够在特定环境中自组织形成网络。
当前,无线传感网络已广泛应用于农业、环境监测、安防等领域,并且随着物联网技术的发展,其应用领域将进一步扩大。
在无线传感网络中,MAC协议是节点进行共享频谱和协作的重要手段,其重要性不言而喻。
目前,无线传感网络的传输效率、能耗和QoS等问题仍然是研究热点。
针对这些问题,目前有很多研究者进行了深入研究,提出了一些优化方案,如基于事件驱动和服务区分的无线传感网络MAC协议。
该协议通过将传输数据分为两种类型,即事件和服务,分别设置优先级和规则,从而优化传输效率和QoS。
二、研究目的和意义本课题主要研究基于事件驱动和服务区分的无线传感网络MAC协议,旨在解决无线传感网络中传输效率、能耗和QoS等问题。
研究采用的方法是对现有协议进行改进和优化,从而探索出一种适合无线传感网络的MAC协议。
该研究的意义在于:1. 提高无线传感网络的传输效率和QoS,从而满足不同应用场景对性能的要求。
2. 降低无线传感网络的能耗,延长节点寿命,提高系统的稳定性和可靠性。
3. 推动无线传感网络技术的发展,为其在更广泛领域的应用奠定基础。
三、研究内容和方法本课题的研究内容包括以下几个方面:1. 对现有无线传感网络MAC协议进行分析和研究,总结其优缺点。
2. 提出基于事件驱动和服务区分的无线传感网络MAC协议,分析其实现原理和技术难点。
3. 利用NS2仿真工具对提出的协议进行仿真实验,验证其性能和效果。
本课题的研究方法主要是理论分析和仿真实验相结合,具体如下:1. 对现有无线传感网络MAC协议进行理论分析,总结其优缺点和适用范围。
2. 提出基于事件驱动和服务区分的无线传感网络MAC协议,并基于理论分析进行优化和改进。
3. 利用NS2仿真工具对提出的协议进行仿真实验,分析其性能和效果,并与现有协议进行比较。
542.红外通信优点是:无需天线、无需申请频谱、不受电器设备干扰。
红外收发器简单,便宜。
PDA 和无线电话提供红外通信接口。
缺点是要求发射器和接收器间视线无遮挡、传输必须定向、传输距离短(1m)。
3.无线电通信无线电传输可以使用ISM(工业、科学、医学)频段,其中某些部分已经用于无绳电话和无线局域网(WLAN),频率分配见表2-1。
由于传感器网络对尺寸、价格、功耗的限制,以及天线效率和功耗的折衷,使得频率只能选择在超高频(UHF)频段。
在欧洲推荐使用433MHz ISM频带,在北美推荐使用915MHz ISM频带。
ISM频带使用自由,频带宽,便于实现节能。
很多传感器网络硬件基于RF电路。
例如,μAMPS无线节点使用与蓝牙兼容的2.4GHz收发器。
表2-1 ISM频段分配频段说明13.553~13.567MHz26.957~27.283MHz40.66~40.70MHz433~464MHz 欧洲标准902~928MHz 美国标准2.4~2.5GHz 全球WPAN/WLAN5.725~5.875GHz 全球WPAN/WLAN24~24.25GHz无线电通信的难点之一是天线尺寸。
为了保证收发效率,天线尺寸应为λ/4左右,λ是载频波长。
设尺寸为1mm,则载频应选75GHz,相应的器件价格昂贵。
第二个困难是减小调制、滤波、解调的能耗。
无线电通信的优点为:市场成熟、使用方便。
影响能耗的因素有调制制式、应用方式、数据速率、发射功率。
为有效管理能源,无线通信一般设置4种工作模式:发射、接收、空闲、休眠。
有3种调制方式:OOK、ASK、FSK。
OOK是ASK的特例,常用于传输控制信号,具有简单、便宜、节能(发“0”时空闲)的优点。
FSK在存在干扰时性能好,但更复杂、更昂贵。
ASK抗干扰好于OOK,比FSK简单、便宜。
OOK和ASK需要有自调整阈值或自动增益控制(AGC),FSK则不需要。
Mica2节点采用Chipcon的CC1000,是甚低功率CMOS收发器,传输速率最高为76.8kbit/s,有UART接口连接微控制器,低功耗方式电流为0.2μA。
面向物联网的无线传感器网络MAC协议研究随着物联网技术的快速发展,无线传感器网络(WSN)在物联网环境中的应用愈发广泛。
作为连接感知设备和互联网的基础,无线传感器网络需要可靠且高效的通信协议来实现数据的采集、处理和传输。
其中,媒体访问控制(MAC)协议是无线传感器网络中的重要组成部分,对网络的性能和能耗具有重要影响。
因此,面向物联网的无线传感器网络MAC协议的研究显得十分必要和紧迫。
无线传感器网络MAC协议在物联网环境中面临着多个挑战。
首先,物联网中的无线传感器节点数量庞大,网络通信量大,需要具备高效的多节点协同能力。
其次,由于无线传感器网络中的节点一般由电池供电,能耗是一个十分重要的问题,需要设计低功耗的协议以延长网络寿命。
此外,物联网环境中无线通信频率拥挤,会造成严重的信道冲突和干扰,需要设计抗干扰能力强的MAC协议。
针对上述问题,研究者们提出了许多面向物联网的无线传感器网络MAC协议的解决方案。
下面将介绍几个具有代表性的协议。
首先是低功耗媒体访问控制(LL-MAC)协议。
该协议通过引入时隙控制和休眠机制,降低了节点的活跃时间,从而减少功耗。
该协议采用分时复用和自适应帧长机制,有效地解决了网络的时隙冲突问题。
此外,协议还支持节点的自适应休眠,进一步降低了能耗。
另一个重要的MAC协议是无冲突媒体访问控制(COL-MAC)协议。
COL-MAC利用监听和避让技术,有效地解决了信道冲突和干扰问题。
该协议通过在发送前监听信道状况,避免了节点之间的碰撞,提高了通信的可靠性。
此外,COL-MAC还引入了动态距离感知技术,根据节点之间的距离选择适当的发送功率,进一步减少了干扰。
除了上述两个协议,基于重叠访问窗口技术的MAC协议(OAW-MAC)也是一种有潜力的研究方向。
该协议通过预设一组覆盖整个帧长的多个访问窗口,实现多节点同时传输的能力。
通过合理的访问窗口选择,OAW-MAC协议能够充分利用信道资源,提高网络吞吐量。
EDA-MAC:事件驱动应用感知的无线传感器网络MAC协议作者:徐广华, 王良民, 詹永照, XU Guang-hua, WANG Liang-min, ZHAN Yong-zhao作者单位:徐广华,詹永照,XU Guang-hua,ZHAN Yong-zhao(江苏大学,计算机科学与通信工程学院,江苏,镇江,212013), 王良民,WANG Liang-min(江苏大学,计算机科学与通信工程学院,江苏,镇江,212013;东南大学,计算机科学与工程学院,江苏,南京,210096)刊名:小型微型计算机系统英文刊名:JOURNAL OF CHINESE COMPUTER SYSTEMS年,卷(期):2010,31(10)被引用次数:0次1.Gong Hal-gang,Liu Ming,Yu Chang-yuan,et al.An energy-efficient event driven TDMA protocol for wireless sensor network[J].Acta Eletronica Sinica,2007,35(10):1843-1848.2.Ren Feng-yuan,Huang Hai-ning,Lin Chuang.Wireless sensor networks[J].Journal ofSoftware,2003,14(7):1282-1291.3.Van Dam T,Langendoen K.An adaptive energy-efficient mac protocol for wireless sensornetworks[A].In:Pro.of the 1st ACM Conf.on Embedded Networked Sensor System(SenSys)[C].New York:ACM Press,2003:171-180.4.Ye W,Heidemann J,Estrin D.An energy-efficient MAC protocol for wireless sensornetwork[A].In:Proc.of the INFOCOM 2002[C],San Francisco:IEEE Computer Society,2002:1567-1576.5.Polastru'e J,Hill 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