无线传感器网络节能技术的研究

传感器技术、微机电系统、现代网络和无线通信等技术的进步,推动了具有现代意义的无线传感器网络的产生和发展。 传感器节点是构建无线传感器网络的基本单元,对于大部分无线传感器网络,节点数目众且多靠电池供给能量,采用更换电池的方法来补充能量是不现实的,因此低功耗传感器节点的研制,对于延长网络的生命周期具有非常重要的意义。 本文分析了无线传感器网络能耗特点,研究了当前传感器网络的节能技术及节能策略。作者主要工作如下: 1.分析了传感器网络的能耗特点,确定能量消耗的主要部分是无线通信。从软件、硬件两个方面进行节能设计,首先是降低硬件节点的功耗,在满足网络连通性的情况下使节点能耗降到最低;其次是软件设计,包括DPM技术和网络通信协议的实现,当无线传感器网络节点中的单元模块处于空闲状态时,处理器通过指令将空闲模块关闭或设置为睡眠模式。 2.根据软硬件设计节能策略,选取MSP430F149单片机作为微控制器,nRF905无线收发芯片及低功耗数字集成传感器构建低功耗传感器网络节点;根据nRF技术制定了简洁的数据通信帧格式,减少了无线通信的数据量,编写了点对多点的网络通信协议。