基于功耗模型的无线传感器网络节点生存模式评估.pdf

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1、2014年第33卷第11期传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)19DOI：10．13873／J．1000-9787(2014)11-0019--04基于功耗模型的无线传感器网络节点生存模式评估周尧，韩江洪，卫星，魏振春'。(1．合肥工业大学计算机与信息学院，安徽合肥230009；2．安全关键工业测控技术教育部工程研究中心。安徽合肥230009)摘要：作为一种能量受限网络，无线传感器网络节点能耗评估具有重要意义。分析组成无线传感器网络节点各个单元功耗与状态的

2、关系，建立基于节点工作状态的功耗模型，提出节点生存模式评估方法。给出典型节点生存模式实验用例，在振动检测实验平台上进行相关参数测量与验证。实验数据表明：该方法优于Pe网模型，可为无线传感器网络节点节能优化提供较为可靠的依据。关键词：无线传感器网络；节点；功耗模型；生存模式中图分类号：TP393文献标识码：A文章编号：1000-9787(2014)11-0019-04Survivalmodeevaluati0nforwirelesssensornetworksnodesbased0npowerconsumpti

3、onmodelZHOUYao，HANJiang．hong，WEIXing，WEIZhen—chun，(1．SchoolofComputerandInformation，I-i'e~iUniversityofTechnology，Hefei230009，China；2．EngineeringResearchCenterofSafetyCriticalIndustrialMeasurementandControlTechnology，MinistryofEducation，Hefei230009，China)Ab

4、stract：Duetoenergyofnetworkislimited，energyconsumptionevaluationforWSNsnodehasimportantmeaning．Analyzerelationshipbetweenpowerconsumptionandstateofeachunitofnode，builduppowerconsumptionmodelbasedonnodeworkingstates，amethodtoevaluatesurvivalmodeofwirelesssen

5、sornodeisproposed．Tovalidatethemethod，atypicalexperimentalcaseofnodesurvivalmodeisproposedandrelatedparametersaremeasuredandverifiedonvibrationdetectionplatform．ExperimentaldatasshowthatthismethodsurpassesPetfinetsmodel，itprovidesreliablebasisforenergy—savi

6、ngandoptimizationofnodes．Keywords：WSNs；nodes；powerconsumptionmodel；survivalmode0引言该模型并未考虑到由模型生成的节点生存模式对能耗的影沙漠、森林、峡谷等大规模监测场景下，无线传感器网响。络节点往往采用便携式电源供电；当电能耗尽时，如果不及在功耗状态模型的基础上，本文提出一种无线传感器时更换电源或给电池充电，传感器节点就会失效。节点能网络节点生存模式评估方法，并以典型的节点生存模式作耗是影响无线传感器网络寿命的关键因素之一，其评估方

7、为案例进行评估，最后在无线传感器网络节点物理实验平法具有重要的研究意义J。台上进行了测试与验证。典型的无线传感器网络节点结构上主要由供电单元、1节点能耗与工作模式分析传感器单元、微控制器单元和射频单元组成。国内外学1．1节点能耗分析者提出了一系列无线传感器节点能量评估方法：文献[3]如图l所示的典型节点，其能耗分析如下：提出了一种WBSN节点能耗模型，涵盖了构成节点的一般1)传感器单元：将用于感知各类物理信号的传感器及模块，但参数较多且实际操作中难以确定；文献[4]将Petri其变送、调理、转换电路统一定义为

8、传感器单元，一般为低网引入无线传感器网络节点能量模型中，并与马尔科夫模功耗数字传感器，具有标准的数字通信接口，其能耗由以下型进行了对比，最后在iMote2节点上进行了模型验证，但三部分组成收稿日期：2014-03-22基金项目：安徽省高等学校省级自然科学研究重大基金资助项目(KJ2011ZD01)；中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(2011HGBZ1321，2O12HGQCo012)20传感器