无线传感器网络的中间件技术研究

来源 :哈尔滨工程大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:easelin
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无线传感器网络是集成了微电子技术、计算技术、传感技术和无线通信技术的一种新型网络。它由成千上万个小型节点自组织而成,这些节点通过无线通信协作完成分布式的传感任务。近年来在军事和日常生活中的应用越来越广泛,如敌情监视、土壤管理、交通流量监测及物流管理等等。引起了学术界、军界和工业界的极大关注。 传感器网络中间件的主要目的就是支持基于传感器的应用程序的开发、维护、配置和运行,包括:形成复杂的高层任务,完成该任务与网络的通信,协调参与任务的节点,并把任务进行拆分后分配给单个节点,然后进行必要的数据融合把单个数据合成为一个高层的结果,并找到合适的路由将结果传送给任务发起者,同时针对网络的异构性提供必要的抽象机制。 但由于无线传感器网络独有的特性,如节点数目很多,配置后无人管理;节点受电池限制,同时受制于监测的环境;整个网络的拓扑结构变化频繁;与物理环境联系紧密,网络的任务也可能动态的变化等等,这些特性导致为此网络而设计的中间件并不同于传统意义上的分布式中间件技术。 论文关注现有的无线传感器网络中间技术,并依据无线传感器网络中间件的设计原则,重点研究自己所在课题组提出的一个新的中间件体系框架。框架主要分为两层,上层与应用层交互,下层则主要关注网络本身,并结合无线传感器网络的自身特点,设计时以节能为首要目标。现在主要侧重于研究与网络相交互的一层,已经完成了对MAC层的有限状态机的分析,并在OPENT网络仿真软件上实现了协议,仿真主要模拟加入睡眠机制及接收端冲突检测算法的MAC层协议,并对比IEEE802.15.4的仿真场景。分析发现,在网络负载几乎相同的情形下,利用本文的算法,网络的吞吐量优于IEEE802.15.4协议,而网络的端到端延时和接入延时方面都要稍大于IEEE802.15.4协议,除此之外,算法也达到了节省传感器网络能量的目的。
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