【摘 要】
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随着微机电系统技术、传感器技术、网络与无线通信等技术的飞速发展和日益成熟,由大量具有感知能力、计算能力和通信能力的微型传感器节点通过无线自组织方式连接而构成的无
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随着微机电系统技术、传感器技术、网络与无线通信等技术的飞速发展和日益成熟,由大量具有感知能力、计算能力和通信能力的微型传感器节点通过无线自组织方式连接而构成的无线传感器网络得到了人们的广泛重视。由此推动的信息感知、获取与采集能力的融合与增强有力的推动了客观物理世界与逻辑信息世界的融合。因此,无线传感器网络在诸多领域均有着非常广阔的应用前景。无线通信协议栈是无线传感器网络中节点互联与信息传输的核心技术。大量传感器节点的自组织组网与动态拓扑自适应均需要无线通信协议栈的支持。由于无线传感器网络能量有限、应用特定、数据为中心等特性,传统意义上的移动自组网中的技术不能直接照搬到无线传感器网络中。本文针对自主开发的高性能传感器节点—WINS (Wireless Inter-Networking Sensor system)平台,在改进型实时多任务内核uC/OS-II基础上提出并实现了一种可扩展性强、模块化程度好的层次化通信协议栈—GFPS(Generic Framework Protocol Suite)。分析结果表明:该协议栈具有适应性好、可扩充性强、高效等特性,可以无缝扩展到其他平台。在无线传感器网络协议栈中,介质访问控制协议负责对无线信道进行信道划分、分配和能量控制,同时,要对网络层提供统一的服务,屏蔽底层不同的信道控制方法等功能。本文提出并实现了一种基于IEEE 802.15.4的多优先级MAC协议—PMAC (Priority-supported MAC)。该协议通过专用广播信道支持多种不同优先级的报文,为不同服务质量的报文流提供了较好的支持。无线传感器网络路由协议负责在网络中建立并维护节点之间的路由,从而为报文的转发提供指导性信息。随着无线传感器网络的推广应用,多监测任务条件下的灾害实时预警应用对路由协议提出了新的挑战。本文提出了一种双协议栈体系结构,并实现了基于虚拟簇的实时路由协议—CBRP (Cluster-Based Routing Protocol),可以较好的解决在多监测任务条件下的灾害实时预警问题。
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