论文摘要
无线传感器网络(WSN)综合了传感器技术、嵌入式计算技术、无线通信技术、分布式信息处理技术等,其应用在智能家居、智能办公室等领域极大提高了人们的生活质量和工作效率。在无线传感器网络中,MAC协议是网络高效通信的关键。本文在深入调研现有传感器网络MAC协议及其实现平台的基础上,面向硬件资源极低的传感器网络节点设备,提出了两种轻量级MAC协议——音频多跳实时传输的轻量型MAC协议和复合轻量型MAC协议。在音频传输的应用需求下,本文分析语音传输的主要影响因素和采用的音频采集传感器节点对协议设计的限制,以跨层设计和混合MAC设计的思想,提出了适用于音频多跳实时传输的轻量级MAC协议,并在音频采集传感器节点上实现并组网测试协议的性能。在温度、湿度等标量数据采集传输的应用需求下,本文分析基于分簇的传感器网络中数据传输影响因素设计了低复杂度的低功耗的时分方式和竞争方式复合的轻量级MAC协议,并在温度、湿度、光强采集的硬件节点上进行实现,并组网测试协议的性能。本文提出的两种MAC协议在智能办公室监控系统中得到了应用和验证。
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摘要ABSTRACT目录第一章 绪论1.1 无线传感器网络概述1.1.1 无线传感器网络现状1.1.2 无线传感器网络体系结构1.1.3 无线传感器网络的特点1.2 研究目的与意义1.3 论文主要工作和章节安排第二章 无线传感器网络MAC协议2.1 基于应用的MAC协议研究2.1.1 竞争类的MAC协议2.1.2 非竞争类的MAC协议2.2 MAC协议实现研究2.3 小节第三章 音频多跳实时传输协议3.1 语音传输影响因素和WSN节点设备对协议设计的限制3.1.1 语音传输影响因素3.1.2 WSN节点设备对协议设计的限制3.2 协议描述3.2.1 协议主要设计目标3.2.2 网络模型3.2.3 协议描述3.3 协议实现3.3.1 音频传感器节点实体描述3.3.2 音频传感器节点的物理层实现3.3.3 MAC层和网络层实现3.3.4 音频采集和回放3.4 协议网络性能测试3.4.1 测试方法3.4.2 测试结果及分析3.5 小结第四章 面向分簇结构的低功耗复合MAC协议4.1 需求分析4.2 协议描述与性能分析4.2.1 网络结构4.2.2 协议描述4.2.3 同步处理4.2.4 协议能耗分析4.3 协议实现4.3.1 节点实体描述4.3.2 节点物理层实现4.3.3 MAC层实现4.3.4 温湿度光强的采集4.4 协议网络性能测试4.4.1 测试方法4.4.2 测试结果及分析4.5 小结第五章 智能办公室系统中轻量级MAC协议的应用5.1 智能办公室简介5.2 智能办公室实验系统设计与实现5.2.1 智能办公室实验系统设计5.2.2 智能办公室实验系统实现5.3 实验系统效果演示5.3.1 实验系统查询界面5.3.2 温度、湿度、光强的查询演示5.3.3 音频的播放演示5.3.4 图像信息的查询演示5.4 小结第六章 总结和展望参考文献致谢攻读硕士学位期间发表的学术论文目录
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