基于跨层功率控制的无线传感器网络低功耗设计及其实现
| 摘要 | 第5-6页 |
| ABSTRACT | 第6-7页 |
| 第一章 绪论 | 第13-20页 |
| 1.1 背景与意义 | 第13-15页 |
| 1.2 无线传感器网络低功耗设计 | 第15-17页 |
| 1.2.1 低功耗设计研究现状 | 第15-16页 |
| 1.2.2 设计要素 | 第16-17页 |
| 1.3 低功耗无线传输技术 | 第17页 |
| 1.4 主要内容及文章结构 | 第17-20页 |
| 第二章 无线传感器网络能耗关键因素分析 | 第20-32页 |
| 2.1 无线传输模式对能耗的影响 | 第20-22页 |
| 2.1.1 自由空间模型 | 第20-21页 |
| 2.1.2 多径衰落模型 | 第21-22页 |
| 2.2 无线传感器网络功率控制技术 | 第22-28页 |
| 2.2.1 功率控制对WSNs的影响 | 第22-24页 |
| 2.2.2 功率控制机制 | 第24-28页 |
| 2.3 无线传感器网络跨层设计 | 第28-30页 |
| 2.3.1 跨层设计必要性及设计原则 | 第28-29页 |
| 2.3.2 跨层设计方法探讨 | 第29-30页 |
| 2.4 本文跨层设计思路 | 第30-31页 |
| 2.5 本章小结 | 第31-32页 |
| 第三章 低功耗跨层协议优化设计 | 第32-58页 |
| 3.1 无线传感器网络路由分析 | 第32-34页 |
| 3.2 层次型路由算法原理分析 | 第34-38页 |
| 3.2.1 簇头选举过程 | 第35-37页 |
| 3.2.2 节点成簇 | 第37页 |
| 3.2.3 数据稳定传输阶段 | 第37-38页 |
| 3.3 基于功率控制的低功耗分簇算法 | 第38-41页 |
| 3.3.1 系统模型及能量均衡因子计算 | 第38-41页 |
| 3.3.2 簇头选举算法 | 第41页 |
| 3.4 算法仿真与分析 | 第41-48页 |
| 3.4.1 算法场景设置 | 第41-42页 |
| 3.4.2 算法仿真分析 | 第42-48页 |
| 3.5 跨层优化设计 | 第48-57页 |
| 3.5.1 跨层功率控制方案 | 第48-49页 |
| 3.5.2 MAC层休眠策略 | 第49-52页 |
| 3.5.3 跨层时隙分配实现及仿真 | 第52-56页 |
| 3.5.4 跨层设计优化路由仿真 | 第56-57页 |
| 3.6 本章小结 | 第57-58页 |
| 第四章 无线传感器网络跨层协议验证平台设计 | 第58-70页 |
| 4.1 总体方案 | 第58-60页 |
| 4.1.1 设计要求 | 第58-59页 |
| 4.1.2 芯片选择 | 第59页 |
| 4.1.3 总体方案的设计 | 第59-60页 |
| 4.2 基于ZIGBEE的低功耗硬件平台设计 | 第60-66页 |
| 4.2.1 硬件框图 | 第60页 |
| 4.2.2 数据采集模块 | 第60-62页 |
| 4.2.3 能源模块 | 第62页 |
| 4.2.4 处理器与天线设计 | 第62-63页 |
| 4.2.5 外部接.设计 | 第63-64页 |
| 4.2.6 硬件平台实现 | 第64-66页 |
| 4.3 验证平台软件设计 | 第66-69页 |
| 4.3.1 成员软件设计 | 第66-68页 |
| 4.3.2 串口软件设计 | 第68-69页 |
| 4.4 本章小结 | 第69-70页 |
| 第五章 验证设计及结果分析 | 第70-88页 |
| 5.1 开发环境 | 第70-71页 |
| 5.2 验证实现设计 | 第71-75页 |
| 5.2.1 实现过程 | 第71-73页 |
| 5.2.2 时隙机制 | 第73页 |
| 5.2.3 MAC实现 | 第73-75页 |
| 5.2.4 串口实现 | 第75页 |
| 5.3 基于Z-STACK组网实现 | 第75-78页 |
| 5.3.1 网络形成 | 第75-76页 |
| 5.3.2 应用层开发 | 第76-78页 |
| 5.4 组网测试 | 第78-81页 |
| 5.5 跨层设计性能验证 | 第81-87页 |
| 5.5.1 网络分簇情况及时隙分配 | 第81-83页 |
| 5.5.2 跨层设计对路由效率的影响 | 第83-84页 |
| 5.5.3 跨层设计对能耗的影响 | 第84-87页 |
| 5.6 本章小结 | 第87-88页 |
| 第六章 总结与展望 | 第88-89页 |
| 6.1 总结 | 第88页 |
| 6.2 展望 | 第88-89页 |
| 致谢 | 第89-90页 |
| 参考文献 | 第90-95页 |
| 攻硕期间取得的研究成果 | 第95-96页 |
