2025年无线传感器网络技术实践与创新研究报告

WSN中的能量能耗重要包括通信能耗、感知能耗和计算能耗，其中通信能耗所占的比重最大，(收发时间不能减少),及减小占空比。不需要关闭，因此老式无线网络MAC协议无法直接应用于WSN,多种针对传感器网络特点的M协议相继提出。既有的WSNMAC协议按照不一样的分类方式可以提成许多类型，其中根据信道访问方略的不一样可以分为：X-MAC协议也基于B-MAC协议的改善，改善了其前导序列过长的问题，将前导序列分割成许多频闪前导(strobedpreamble),在每个频闪前导中嵌入目的地址信息，非接受节点尽早丢弃分组并X-MAC在发送两个相邻的频闪序列之间插入一种侦听信道间隔，用以侦听接受节点的唤醒标识。接X-MAC还设计了一种自适应算法，根据网络流量变化动态调整节点的占空比，以减少单跳延时。长处：X-MAC最大的长处是不再需要发送一种完整长度的前导序列来唤醒接受节点，因而发送延时和收发缺陷：X-MAC原理图如图3所示：SRDwelltimequeuedpackets∠DATAPerTransmitReceiveP1.时间划分2.迅速睡眠3.锁时优化ContikiMAC只使用了异步的机制，没有标识信息也没有层消息。时间划分：ContikiMAC协议具有一种基于传播过程中精确时间度量的、能量高一种价格低廉的CCA(空闲信道检测)机制来实现这种机制使用无线电收发器的RSSI(接受信号强度指示值)来判断指定信道的状态。ContikiMAC中的时间划分必须满足一系列的限制。如图4:图4ContikiMAC中的时间划分tr:进行一次稳定的RSSI指示所需要的时间在IEEE802.15.4原则下，不等式中某些变量被固化，如IEEE802.15.4原则定义的ta值为12个时间点我，在802.15.4中，一种时间单位是4/250ms.然后td=40/250,tr是由cc2420无线收发器的给出了ts的下限，0.736ms(0.352+0.384),这也为我们的能传播的最小报文长度设了限制。对其他参数，contiki系统中使用时间参数配置为：ti=0.4mstc=0.5msts=0.884ms迅速睡眠：contikiMAC中的并不实质性地检测数据传播，而只是检测无线信道的信号强度与否在特定的门限值返回睡眠迅速睡眠如图5所示：该机制类似于Wise-MAC,假设传感器网络中的每个接受节点均有一种周期的、稳定的唤醒时间间其传播数据包。D1.我分别测试4、8、12、16个节点时，contikimac和xmac在能量消耗和丢包率两方面的特点。2.如下是4个节点时的截图：mulatlon-Cooja:Themulatlon-Cooja:TheStartPausestepReload00:31.184ID:3SendingZoomEventsMotes0.08%NetworkNotes00:30.596ID:1Sinkg00:30.989ID:1sink123ulationMotesIoolsSetNetwork□口×PowerTracker:8motes日OEMoteRadioon(%)Radio7.92%3.46%9.58%9.16%9.51%3.40%3.64%5.22%9.04%4.39%0.19%0.84%0.42%0.41%0.96%0.50%Printtoconsole/CopytoclNetworkJ口×Simulationcontrol-J口×PowerTracker:8motesO56上4.如下是12个节点时的截图：Network-J口×3⑤MoteRadioon(%)RadioTX(%)RSky40.63%0.18%40.78%0.71%0.54%0.50%0.45%0.79%nulationMotesToolsSettingsnulationMotesToolsSettingsNetwork口口区PowerTracker:12motesTimeMoteMessa00:29.919SendingSendingSendingSky99.59%0.71%0.53% ..M5.如下是16个节点时的截图：simulationMotesIoNetwork口口×MoteRadioon(%)RadioTX(Sky6Sky7Sky8Sky9Sky10Sky11Sky12Sky13Sky15Sky1619.05%11.15%14.13%10.04%9.08%0.89%0.59%0.20%0.45%0.61%0.81%0.59%0.60%0.79%0.63%0.75%00:28.059SendingEditViewZoomEvents出Networkr8.98%3.90%口0.52%1.(void)setDownloadProgressBlock:(void(^)(NSUIntegerbyt1.在计算sending和got数目需要自己写一种downTask类，负责记录。downTask重要代码来源网ConnectionOperationalloc]initWithRequest:request];</span>1.[connectionOperationNSLog(@"bytesRead:%zi",bytesReaNSLog(@"totalBytesRead:%zi",totalBytesReaNSLog(@"totalBytesExpectedToRead:%zi",totalBytesExpectedToReaweakSelf.downTask.totalReadPeriod+=weakSelf.downTask.totalRead+=if([currentDatetimeIntervalSinceDate:}}//NSLog(@"totalBytesRead:%zi",totalByt}8.试验得到的成果数据如下：4个节点丢包率8个节点丢包率12个节点丢包率16个节点丢包率9.能量消耗部分截图.MoteRadioon(%)RadioTX