一种面向用电信息采集系统的WSNs多信道MAC协议.pdf

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1、144传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)2014年第33卷第lO期DOI：10．13873／J．1000-9787(2014)10--0144-04一种面向用电信息采集系统的WSNs多信道MAC协议李悦。，尚志军，许驰，，赵庆杞(1．中国科学院沈阳自动化研究所，辽宁沈阳110016；2．中国科学院网络化控制系统重点实验室，辽宁沈阳1100163．中国科学院大学，北京100049；4．国家电网辽宁省电力有限公司，辽宁沈阳110004)摘要：由于无线传感器网络(WSNs)单信道介质访问控制(MAC)协议无法满足用电信息采集系统的数据量

2、大和并发性强的特点，提出了一种面向分簇网络的多信道MAC协议。网络簇间通信采用多信道并行传输方式，簇内通信采用基于信道质量实时评估的自适应信道切换机制。基于OMNeT++的仿真结果表明：与单信道MAC协议相比，该MAC协议可以有效提高网络吞吐量和抗干扰能力。关键词：用电信息采集系统；无线传感器网络；介质访问控制协议；多信道中图分类号：TP212文献标识码：A文章编号：1000-9787(2014)lO_ol44-04Amulti．channelMACprotocolinWSNsf0relectricityinformationacquisitionsystemLIYue’’．SHANG

3、Zhi-jun’。XUChi’’，ZHAOQing—qi(1．ShenyangInstituteofAutomationofChineseAcademyofSciences，Shenyang110016，China；2．KeyLaboratoryofNetworkedControlSystems，ChineseAcademyofSciences，Shenyang110016；3．UniversityoftheChineseAcademyofSciences，Beijing100049，China；4．StateGridLiaoningElectricPowerSupplyCo，Ltd，

4、Shenyang，110004)Abstract：Assingle—channelMACprotocolinwirelesssensornetworks(WSNs)cannotmeetcharacteristicofthelargeamountofdataandstrongconcurrencyinelectricityinformationacquisitionsystem，amulti—channelMACprotocolforclusternetworksisproposed．Paralleltransmissionsmodeisusedinintra-clustercommun

5、ication；adaptivechannelswitchingmechanismbasedonreal—timelinkqualityestimationiSusedininter-clustercommunication．SimulationresuhsbasedonOMNeT++showthatcomparedwithsingle—channelMACprotoco1．thisMACprotocolcaneffectivelyimprovenetworksthroughputandanti—interferencereliability．Keywords：electricityi

6、nformationacquisitionsystem；wirelesssensornetworks(WSNs)；mediumaccesscontrol(MAC)protocol；multi．channel0引言时候会导致严重的冲突，造成网络的拥塞，降低数据传输的用电信息采集系统具有网络规模大、采集节点多、数据可靠性，因此，采用多信道的MAC协议是很有必要的。量大等特点”。随着无线传感器网络(wirelesssensornet—目前，WSNs的多信道MAC协议按照信道分配机制主works，WSNs)快速发展为用电信息的采集提供了新的可靠要包括静态信道分配和动态信道分配两种方法。静态信道

7、途径，在满足网络节点多、覆盖面广等要求的同时，也降低分配是将网络信道固定地分配给网络节点，信道一经分配了系统的成本和功耗，因此，基于WSNs用电信息采集系统就不再改变，灵活性较差，如MMSNs¨3，MC—LMACl4等；动成为研究热点。当前，基于WSNs的用电信息采集系统主态信道分配方法打破了静态信道分配的固定性，采用控制要采用单信道的介质访问控制(mediumaccesscontrol，信道相互协商或跳频序列的方式动态地切换通信信道，如MAC