一种休眠机制下无线传感器网络的自治愈方法.pdf

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1、26传感器与微系统(TransducerandMierosystemTechnologies)2015年第34卷第5期DOI：10．13873／J．1000--9787(2015)05-0026--03一种休眠机制下无线传感器网络的自治愈方法刘波，张祥，李贵柯，丁时栋，赵柏秦一，吴南健，(1．中国科学院大学。北京100049：2．中国科学院半导体研究所，北京100083；3．无锡中科智联科技研发中心有限公司，江苏无锡214135)摘要：为减少无线传感器网络(WSNs)大规模应用中出现的节点同步失效、数据丢失的问题，通过对现有WSNs应用系统的研究，提出了

2、一种全网节点同步休眠机制下WSNs的自治愈方法。详细介绍了该方法的设计思路、实现方法及测试过程。测试结果表明：此方法可针对数据丢失和时间同步失效的节点进行节点自救，实现丢失节点的再入网、再同步，提高WSNs系统的稳定性，为WSNs的应用提供更好的条件。关键词：无线传感器网络；同步失效；自治愈；时间同步中图分类号：TP399文献标识码：A文章编号：1000--9787(2015)05-0026-03Aself-healingmethodforWSNsundersleepingmechanismLIUBo，ZHANGXiang，LIGui．ke，DINGSh

3、i—dong，ZHAOBai．qin一，WUNan—jian，(1．UniversityofChineseAcademyofSciences，Beijing100049，China；2．InstituteofSemiconductors，ChineseAcademyofSciences，Beijing100083，China；3．WuxiCASILINKTechCoLtd，Wuxi214135，China)Abstract：Toreducedatalossandsynchronizationfailureofnodeinlarge—scaleapplic

4、ationsofwirelesssensornetworks(WSNs)，akindofself-healingmethodofWSNsundersleepingmechanismisintroducedbyresearchofexistingWSNsapplicationsystem．Designideas，implementationmethodofself-healingmethodandexperimentalprocessarediscussedindetail．Theexperimentalresultsshowthatthismethodc

5、ancarryoutnodeself-rescueaimingatdataloss，andnodeoftimesynchronizationfailure，realizereaccesstheInternetoflostnodeandresynchronization，improvesystemstabilityofWSNsandlayafoundationforfurtherapplicationofWSNs．Keywords：WSNs；synchronizationfailure；self-healing；timesynchronization0引言

6、种方法要求WSNs中的路由节点持续工作，并不适用于节无线传感器网络(WSNs)⋯是物联网实现数据采集的点全部休眠的低功耗网络。本文提出了一种基于IEEE末端，具有应用环境复杂和维护困难的特点，为实现WSNs802．15．4的动态路由协议的WSNs系统的网络自治愈方的长期免维护运行，采用全网定期唤醒的方法降低功耗。法。通过上位机一网关一节点的信息交互控制WSNs节点的但是，在实际应用过程中，由于网络节点嵌入式处理能力有休眠周期和工作时间占空比，使节点丢失后再入网，再同限，收发能力受到限制，无线通信较差的稳定性和时间步，实现丢失节点的WSNs的自治愈，使WS

7、Ns能够低功同步策略执行中末端节点与目标节点的累积的时钟偏耗、长期、稳定地运行。差等都会导致传感节点的信息丢失，同步失效。1系统框架与工作原理目前，对于WSNs节点丢失问题主要有两种研究方案：本文提出的方法主要应用于基于TinyOS操作系统第一，通过理论研究优化通信机制、路由算法J、休眠及时的WSNs系统。系统主要由传感器节点、收发基站(网关)间同步策略提高WSNs系统的稳定性，减少系统出现节和上位机软件三部分组成。网络整体采用无线Mesh构点丢失情况。但是，低功耗设计的限制使得一些复杂的算架J，节点兼具数据采集和路由功能，全网采用同步休眠的策略⋯，所有

8、节点维持与网关同步的时钟。系统示意法和实际应用过程中难以实现。第二，在网络中出现