无线传感器网络功率控制技术及NS2仿真.pdfVIP

第 31卷第4期 华 北 水 利 水 电 学 院 学 报 Vo1．31NO．4 2010年 8月 JournalofNorthChinaInstituteofWaterConservancyandHydroelectricPower Aug．2010 文章编号：1002—5634(2010)04一O111—03 无线传感器网络功率控制技术及 NS2仿真 杨礼波 ，侯德恒 (1．华北水利水 电学院，河南 郑州 45001l；2．安 阳师范学院计算 中心 ，河南 安 阳455000) 摘 要 ：无线传感器 网络在工业控制领域具有广 阔的应用前景 ．论述 了无线传感器 网络 中的功率控制技术 ， 包括链路层 、网络层 的相关协议和应用层 的数据融合等技术．基于 NS2平 台，使用 MITuAMPS扩展 ，仿真模拟 了leach和 leach—C协议的运行 ，分析 了2种协议下 的网络节点生存个数及各节 点能量消耗随着 时间变化 的 趋势 ，为无线传感器 网络应用于工业控制提供 了一种功率控制 的模拟分析方法． 关键词 ：无线传感器 网络 ；功率控制 ；仿真 ；工业控制 中图分类号 ：TN929．5 文献标志码 ：A 随着无线通信技术 、嵌入式 电子技术 以及传感 块通过传感器获取所部属环境 中的相关参数 ，如温 器技术 的发展 ，无线传感器 网络 (WSN，Wireless 度、湿度、压强、位移、速度 、加速度等．获取 的数据传 SensorNetworks)已经成为 国际上备受关注的多学 送给数据 处理模块进 行处理．数据 处理模块 由 科交叉的前沿研究热点．随着研究的深入 ，传感器网 CPU、存储器和应用程序组成 ，面向实际应用编写的 络技术应用领域越来越广泛 ，应用针对性也越来越 程序处理来 自数据获取模块的数据 ，得 出的最终结 强 ，并衍生 出了无线传感器 ／执行器 网络 (WSAN， 果 由数据传输模块通过无线数据传输功能发送给需 WirelessSensorandActorNetwork)、多媒体传感器 网 要该数据 的汇聚节点 (SinkNode)或其他传感器 络 (MSN，MultimediaSensorNetwork)等 多种新 型传 节 点． 感器网络体系…．无线传感器 网络不 同于 AdHoc 移动网络和基于基站方式的蜂窝式移动网络 ，能够 最大限度 的使 网络的生存时间得 以延长，因此功率 圆fI}存储器f厂—1fl 控制技术 的研究处于非常重要 的地位．结合 国内外 l L— 相关文献研究 了无线传感器 网络 中的功率控制技 一 一 一 一 一 一 一 一 f J 术 ，并结合 网络仿真工具 NS2 进行仿真 ，分析了一 l l i 【 供电电池 种基于 NS2的针对 WSN中功率控制技术． 图 1 无线传感器节 点结构 1 无线传感 网络 的体系结构和应用 钡 域 由图 1中的节点结构可 以看出，供 电电池在整 个节点的运行中起到 了能量支撑作用 ，因此能够最 无线传感器网络 由 1组传感器网络节点 (数 目 多少 由实际应用决定 ，可以成千上万)自发组成 ，具 大限度地降低通信消耗 ，对延长网络 的运行时间具 有 自组织性．其单个节点的体系结构如图 1所示 ，整