小型無線傳感器網絡的可靠性研究.pdf

1、近年來，微電子技術、計算技術和無線通信等技術的進步，推動了無線傳感器網絡的迅速發(fā)展。由于部署環(huán)境惡劣、節(jié)點能力受限等因素，使得數據傳輸的可靠性成為了目前設計無線傳感器網絡所面臨的最大挑戰(zhàn)。本文針對近距離、低功耗和低成本的小范圍通信場合，在自主設計的專有無線傳感器網絡——SWSN網絡（Simple Wireless Sensor Network）基礎上，從協議結構和系統兩個層面對SWSN網絡的可靠性進行了技術研究。
　　在協議結構層

2、面，SWSN網絡協議分為四層：物理層、MAC層、網絡層和應用層。文章首先從數據白話、前向糾錯和曼切斯特編/解碼技術和調頻管理機制著手研究物理層的穩(wěn)定性，實驗結果表明應針對不同的數據傳輸需求選擇不同的編解碼方式。接著分析了影響MAC層的因素，提出了基于預約機制的非時隙CSMA/CA算法，改善了退避算法的短程不公平性，減少了信息的碰撞。然后分析了影響網絡層穩(wěn)定的因素，通過加入、連接機制來建立網絡拓撲結構，并利用中繼轉發(fā)機制來改善網絡層性能。

3、最后，分析了影響應用層穩(wěn)定的因素，制定了應用層幀格式、數據接收機制和數據傳輸機制，提高了應用層數據的穩(wěn)定傳輸。
　　在系統層面，為預防故障并在故障發(fā)生時修復系統，文章首先分析了系統運行時的多種狀態(tài)，針對系統研發(fā)的三個階段：測試階段、部署階段和維護階段進行了穩(wěn)定性分析，并從軟件和硬件層面上提出了系統自修復方案，增強了系統的穩(wěn)定性。
　　最后，文章對SWSN網絡進行了測試。實驗結果表明，采用上述技術，網絡減少了數據傳輸的丟包率，