高能效的无线传感器网络s-mac协议研究

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1、硕士学位论文高能效的无线传感器网络S-MAC协议研究ResearchonEnergyEfficientS-MACProtocolforWSN作者：李若瑜导师：王珂副教授中国矿业大学二○一四年五月万方数据中图分类号TP393学校代码10290UDC密级公开中国矿业大学硕士学位论文高能效的无线传感器网络S-MAC协议研究ResearchonEnergyEfficientS-MACProtocolforWSN作者李若瑜导师王珂申请学位工学硕士培养单位计算机学院学科专业计算机应用技术研究方向无线传感器网络答辩委员会主席丁世

2、飞评阅人二○一四年五月万方数据学位论文使用授权声明本人完全了解中国矿业大学有关保留、使用学位论文的规定，同意本人所撰写的学位论文的使用授权按照学校的管理规定处理：作为申请学位的条件之一，学位论文著作权拥有者须授权所在学校拥有学位论文的部分使用权，即：①学校档案馆和图书馆有权保留学位论文的纸质版和电子版，可以使用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编学位论文；②为教学和科研目的，学校档案馆和图书馆可以将公开的学位论文作为资料在档案馆、图书馆等场所或在校园网上供校内师生阅读、浏览。另外，根据有关法规，同意中国国家图书馆保

3、存研究生学位论文。（保密的学位论文在解密后适用本授权书）。作者签名：导师签名：年月日年月日万方数据学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文《高能效的无线传感器网络S-MAC协议研究》，是本人在导师指导下，在中国矿业大学攻读学位期间进行的研究工作所取得的成果。据我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：年月日64万方数据论文审阅认定书研究生

4、在规定的学习年限内，按照研究生培养方案的要求，完成了研究生课程的学习，成绩合格；在我的指导下完成本学位论文,经审阅，论文中的观点、数据、表述和结构为我所认同，论文撰写格式符合学校的相关规定，同意将本论文作为学位申请论文送专家评审。导师签字：年月日万方数据致谢本论文在王潜平教授，王珂副教授的悉心指导下完成，没有这两位老师的指导和鼓励，论文不可能得以顺利完成。师从三载，收获颇丰，感触亦深。两位老师优秀的做人品质，严谨的治学态度，开拓创新的精神，高屋建瓴把握全局的能力，忘我的工作精神潜移默化的影响着我，这是他们传授给我的

5、最宝贵财富。在此，谨向这两位导师致以最崇高的敬意和最衷心的感谢，同时也祝愿王潜平教授早日康复，回到我们身边。感谢已经毕业的刘颖、王宜岳、来梁丽等师姐师兄，感谢刘方、徐翔、王丽莉、朱练练、章阳、蔡斌以及实验室的其他同学，谢谢你们在这三年的学习和生活中给予我的关心和帮助，带给我很多难以忘怀的美好记忆和快乐时光，能同你们一起作为王潜平老师的弟子，在同一个实验室工作和学习，我深感荣幸。感谢王凯、汤扬、许帅，宋宝成，杜良等舍友。我们一起笑过，一起面对困难。即将步入工作岗位，虽离别在即，天各一方，但我们的友谊不会因此中断。感谢

6、计算机学院硕士11级所有同学在这三年中给予我的关心和帮助。感谢学校里帮助过我的所有好心人。感谢我的父母一直以来对我无微不至的关怀和支持，包容我的不懂事，鼓励我，鞭策我，给予我心灵上的启迪。感谢我的叔叔为我不计辛劳的付出，他是我的目标和榜样。在此，我向我的家人和亲人致以最诚挚的谢意！最后，向论文评审专家致以诚挚的感谢，感谢你们在百忙之中抽出时间对论文进行评审。感谢各位答辩老师对本文进行答辩，谢谢你们！！！万方数据摘要无线传感器节点能量有限且通常部署在环境特殊的广阔区域中，因此节能是设计无线传感器网络应用首要考虑的问题

7、。MAC协议决定节点接入信道的方式，直接控制节点能耗最多的通信模块。因此设计高能效的MAC协议是无线传感器网络领域的主要研究方向之一。本文介绍了无线传感器网络MAC协议、设计目标、关键技术，研究了基于竞争机制的经典MAC协议S-MAC。在S-MAC协议中，节点只能在调度周期的侦听时段竞争信道。这种固定的工作方式，可能产生数据延迟和高冲突。针对这个问题，本文将S-MAC协议中的一个调度周期拆分成多个小调度周期，拆分后的每一个小调度周期称为微周期。节点根据剩余能量选择微周期个数，设定微周期状态，分散在各微周期内，以微周

8、期为调度单位竞争信道。工作在相同微周期的节点构成了微簇。这种分散工作的方法，能够降低同一时刻节点间的信道竞争度，减少冲突概率，继而降低节点能耗。同时节点可以在多个微周期内传输数据，以类TDMA的方式进行工作，降低数据延迟。在微周期的基础上，针对S-MAC协议中固定占空比不能较好地适应网络流量变化的问题，本文研究了流量自适应调整微周期占空比机制。节点根据缓冲区