一种节点任务活动状态感知的改进型S-MAC协议.pdfVIP

72 传感器与微系统 (TransducerandMicrosystemTechnologies) 2011年 第3O卷 第5期 一 种节点任务活动状态感知的改进型 S—MAC协议 彭蓓雷，程 良伦 (广东工业大学 自动化学院 智能与网络化系统研究所，广东广州 510006) 摘 要：S-MAC协议设计的主要 目标是减少能量消耗。该协议具有 良好的扩展性，不要求严格的时间同 步，但它也存在着节点活动时间无法根据通信负载动态变化和节点休眠带来的延迟问题。提出一种基于 节点任务活动状态感知的MAC协议 ，通过收集节点自身和相邻节点的任务活动状态来估算无线传感器网 络的网络负载，并根据网络负载来确定节点进行信道访问的概率 ，以此来提高能量效率和吞吐量。仿真结 果表明：提出的改进方法可以减少能量消耗，并通过消除不必要的碰撞来提高网络的吞吐量。 关键词：任务活动状态感知；S-MAC；信道访问概率；无线传感器网络 中图分类号：TP393．04 文献标识码 ：A 文章编号：1000-9787(2011)05-0072-03 An improvedS．MAC protocolbynode’Stask activitvawarenessforwirelesssensornetworks PENG Bei-lei，CHENG Liang—lun (IntelligentandNetworkedSystemsInstitute，SchoolofAutomation，GunagdongUniversity ofTechnology，Guangzhou510006，China) Abstract：S-MACprotocolisatypicalcompetition—basedrandom accessMACprotoco1．S-MACprotocolhasgood expansibility，anddoesn’tneed strictsynchronization，buttheproblem oflatencycausedbytheactivitytimeof nodescan’tchangewiththecommunication load andnodessleeping．A MAC protocolbased ontaskactivity awarenessisproposed．Thisprotocolimprovesenergyefficiencyand throughputbythechna nelaccessschedule accordingtothe network load，i．e．the channelaccessprobabilityofnodes．And thetrafficload ofWSNsis estimatedbythetaskactivityofnodesanditsneighbor’S．Theresultsshow thattheproposedprotocolCna reduce theenergyconsumption，andimprovethenetworkthroughputbyeliminatingunnecessarycollisions． Keywords：taskactivityawareness；S-MAC；channelaccessprobability；wirelesssensornetworks(WSNs) 0 引 言 能量消耗。S-MAC协议允许低 占空比运行 ，并形成基于公 在无线传感器 网络 (WSNs)系统中，数据链路层用于 共休眠计划的虚拟集群，达到减少控制开销并允许流量 自 构建底层的基础网络结构，控制无线信道的合理使用。其 适应的唤醒机制。此外，S-MAC协议还采用了信息传递来