无线传感器网络接入控制的研究

无线传感器网络是一种特殊的Ad-Hoc网络,它具有自组织、快速展开、抗毁坏性强等特点,在军事、环境监测、医疗健康、工业控制等方面有着十分广阔的应用前景。 本文介绍了IEEE802.15.4的协议框架、网络拓扑、协议功能。从超帧结构、数据传输模型、帧类型安全服务等方面对协议的功能作了具体的描述,并对CSMA-CA(冲突避免的载波多路侦听技术)竞争访问机制和GTS(时隙保证)非竞争访问机制的实现作了详细的阐述。在此基础上,分析了IEEE802.15.4的组网过程,介绍协议中的重要原语,从信道扫描、网络协调器建立、网络节点关联等方面对组网的实现进行分析与建模。 本文详细分析了组网中节点关联的过程,得出协议的非直接传输方式所需原语数较多,节点加入网络的时间较长。本文基于高速公路的环境下给出一种改进的接入方案,改进的直接传输减少协议的冗余信令和节点加入网络的延迟,避免了不必要的冲突。并在NS2环境下分别对原协议下关联接入(非直接传输)和和改进的直接传输进行仿真测试比较,得出节点关联过程的原语数减少了26条,关联时间明显减少。当多个节点在较短时间内都进行关联操作时,改进流程的优势更加显著。这种改进流程能在无线传感器网络中得到很好的应用。