双模式休眠模式.pdf

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1、*无线传感器分级休眠模型的研究郑誉煌，李迪，叶峰（华南理工大学机械与汽车工程学院，广东广州510640）摘要：为了提高无线传感器的有效工作时间，在无线传感器处于等待状态时，令其休眠是重要的一种降低功耗策略。分析已有的两种无线传感器分级休眠能耗模型的特点，指出这两种模型是单部件无线传感器分级休眠模型，它们不适用于多部件组成的无线传感器。从而分析由双部件组成的无线传感器分级休眠能耗模型，推导了最小有效休眠时间公式，并指出了这个模型的改进之处。由已有的实验数据计算可知，双部件模型较单部件模型的最小有效休眠时间公式有较大的改进。关键词：无线传感器网络；节点；休眠；低功耗中图分类号:TN401文

2、献标识码：BResearchonSleep-stateTransitionPolicyInWirelessSensorNetworkNodeZHENGYuhuang,LIDi,YEFeng(SchoolofMechanicalandAutomotiveEngineering,SouthChinaUniversityofTechnology,GuangzhouGuangdong,510640)[Abstract]Inordertoincreaselifetimeofwirelesssensors,whenwirelesssensorisinwaitingmode,sleepmodeisa

3、nimportantstateforlowerpowerconsumptionofwirelesssensor.Inthispaper,twowirelesssensormodelsofdifferentsleepstatesandpowerconsumptionareanalyzed.Thesemodelsareclassifiedinthesinglecomponentwirelesssensormodelofdifferentsleepstatesandthesemodelsarenotsuitabletothewirelesssensorwhichiscomposedofmor

4、ecomponents.Weconsiderdoublecomponentswirelesssensormodelofdifferentsleepstatesandpowerconsumptionmodel,deducetheminimumeffectivesleeptimeformula,andcomparethismodelwiththemodelabove.Fromtheexperimentaldata,theminimumeffectivesleeptimeformulaofdoublecomponentswirelesssensorisbetterthanthatofsing

5、lecomponentsmodelofwirelesssensor.[Keywords]WirelessSensorNetwork;Node;Sleepmode;Low-power1引言无线传感器网络（WSN：WirelessSensorNetwork）是新一代传感器网络，WSN节点能够协同地监测环境中的信息，并传送给用户。在很多场合，WSN节点需要便携式电源(例如电池)供电。当电能降低到一定程度后，无线节点就不能正常工作，显然传感器节点的寿命就取决于电源的寿命，因此必须设法降低传感器的功耗来延长传感器的可靠工作时间。低功[1]耗设计是无线传感器节点设计必须重点考虑的问题之一。无线传感

6、器节点主要有两种架构：片上系统（SoC）架构和多部件组合架构。顾名思义，SoC架构就是将微处理器、寄存器、数模转换和无线收发等部件集成为一块芯片，系统高度集成，如CC2431等。多部件组合架构就是将每个具有独立功能的芯片，如微处理器、寄存器、无线收发等芯片有机组合，组成一个新的节点，如iMOTE2等就是这种架构。在WSN节点中，传感器部件的功耗很低，绝大部分能量消耗在无线通信部件上，微处理器在处理数据时也消耗了相应的能量。然而无线传感器节点在大部分时间内是空闲的，因此在这时候使其休眠，可以节省功耗，延长节点寿命。节点休眠是无线传感器网络低功耗设*项目颁发部门：广东省科技厅；项目名称：广

7、东省教育部产学研结合项目；编号：2007B090400075项目申请人：李迪计的常用方法。目前，无线传感器节点一般提供多个工作状态，如正常工作态、空闲态、休[1][2]眠态等。WSN节点的部件一般也支持上述模式，尤其是微处理器和无线通信模块。虽然多工作状态原理很简单，但是如何合理的切换这些工作状态却是一个关键的问题，因为工作状态间的切换需要消耗额外时间和能量。节点在满足什么条件下进入休眠状态，才会比保持正常状[3]态状态节能是一个关键的问题。也