一种通过算法移植降低无线传感器网络能耗的方法.pdf

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1、2012年第31卷第12期传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)45一种通过算法移植降低无线传感器网络能耗的方法雷桐，沈庆宏，冯兆祥(1．南京大学电子科学与工程学院，江苏南京210093；2．江苏省长江公路大桥建设指挥部，江苏泰州225321)摘要：在研究了多种降低系统功耗方法的基础上，针对无线传感网络的低功耗要求，对无线传感器网络各模块进行了分析和研究，设计并实现了一种基于算法移植的软件开发低功耗的方法，有效降低了节点功耗。采用高性能无线传感器Imote2节点进

2、行实验，和原有方法进行了对比，并分析其功耗。结果表明：改进后的方法能有效地降低节点的能耗，延长了整个网络的生存期。关键词：无线传感器网络；低功耗方法；传感器节点中图分类号：TP212．9，TP393文献标识码：A文章编号：1000-9787(2012)12_oo45-03A^meth一od_f一orenergYconsumpt·i·onred'uci‘ng0tnwi‘rel’essSenS0rnetworksbyalgorithmtransplantingLEITong，SHENQing—hong，FENGZhao

3、xiang(1．SchoolofElectronicSdenceandEngineering，NanjingUniversity，Nanjing210093，China；2．JiangsuProvincialYangtzeRiverHighwayBridgeConstructionCommandingDepartment，Taizhou225321，China)Abstract：Aimingatrealizinganddesigningalowpowerconsumptionsoftwaredevelopmentm

4、ethodbasedonthealgorithmtransplantingwhichefectivelyreducesnodepowerconsumption．AimmingatrequirementofpowerconsumptionofWSNs，eachmoduleoftheWSNsareanal~rzedandstudied．ThismethodiscomparedwiththeoriginalmethodbyusingwirelesssensorsImote2nodeandpowerconsumPtions

5、bybothmethodsareanalyzed．Theresultsshowthattheimprovedmethodcanreduce—theenergyconsum~ionofnodeseffectivelyandextendthesurvivalperiodoftheentirenetwork．Keywords：wirelesssensornetworks(WSNs)；lowpowerconsumptionmethod；sensornode0引言监测区域内采集信息和转换数据；处理器模块负责控制整由于无线传感

6、器网络工作在比较恶劣的环境中，节点个传感器节点的操作，存储和处理本身采集的数据与其他能量一般由电池供应，电源无法更换，但是却要求网络的生节点发来的数据；无线通信模块负责与其他传感器节点进存时间长达数月甚至数年，节点能量受限成为其最大制约行无线通信，交换控制信息和收发采集的数据；能量供应模因素。本文通过研究传感器节点的能耗分布，应用低功耗块为传感器节点提供运行所需的能量，通常采用微型电的无线传感网络Imote2节点，利用软件开发与实际应用池j。传感器节点体积微小，通常携带的电池能量十分有相结合的方式，设计出一种降低节

7、点功耗的方法，将计算限。由于传感器节点个数多，成本低，分布区域广，而且部算法移植到应用于Imote2的操作系统，根据不同节点模署区域环境复杂，有些区域甚至人员不能到达，所以，传感块的需求，用nesC语言编写不同模块的程序，并将其下载器节点通过更换电池的方式来补充能源是不现实的。如何到Imote2节点上，通过实验证明方法的可行性与降低功耗高效使用能量来最大化网络生命周期是传感网络面临的重的有效性。要挑战。1传感节点简介与能耗分析图1所示是传感器节点各部分能量消耗的情况，从传感器节点由4个部分组成：分别是传感器模块、处

8、理图中可知，传感器节点的绝大部分能量消耗都是在无线通器模块、无线通信模块和能量供应模块。传感器模块负责信模块，传感器节点传输信息时要比执行计算时消耗更多收稿日期：2012-06-15基金项目：江苏省“333”高层次人才培养工程资助项目；江苏省交通科研计划资助项目(08Y29-7)；南京市科技计划资助项目(201103051)；2011年度江苏省经济与信息化委