【摘 要】
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ZigBee星型网络中的终端节点通常数量比较多,在与协调器的通信过程中如果不进行传输控制很容易发生数据冲突,导致数据重传。采用时分多址休眠能够使ZigBee星型网络在一个时间
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ZigBee星型网络中的终端节点通常数量比较多,在与协调器的通信过程中如果不进行传输控制很容易发生数据冲突,导致数据重传。采用时分多址休眠能够使ZigBee星型网络在一个时间段内只有一个终端节点与协调器进行数据传输,从而提升了网络通信质量。各个终端节点的时间同步是保证ZigBee星型网络中实现时分多址休眠的基础,研究合适的时间同步算法以及实现时分多址休眠调度对ZigBee星型网络冲突的避免具有重要意义。本文阐述了无线传感器网络中时间同步的重要性,比较了 RBS、DMTS、TPSN三种时间同步算法,分析三种算法的能耗和精度,确定了采用TPSN算法实现同步。由于TPSN算法没有考虑到时钟漂移因素,本文对时间同步TPSN算法进行了改进,改进的TPSN+算法增加了时钟漂移的因素,能够实现终端节点与协调器的时间同步。接着分析研究了时分多址无线通信协议的原理,在ZigBee网络中应用Z-Stack协议栈,由协调器统一广播时隙分配表,终端节点按照时隙分配表规定的时隙设置定时器中断进行休眠和唤醒,实现了ZigBee星型网络时间同步与时分多址休眠。最后,本文组建了一个ZigBee星型网络的温湿度监测系统,测量了时钟漂移,进行了时间同步设置,实现了时分多址休眠功能。实验结果表明,采用改进的TPSN+算法和时分多址休眠策略,各个终端节点能够在时间同步的基础上交替进行休眠与唤醒,达到了预期的效果。
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