论文摘要
无线传感器网络（WSN）是由分布在目标区域的众多微型传感器节点组成的无线网络系统,具有节点体积小、自组织、分布范围广等特点,已成为信息监测领域的一项重要技术,也是物联网技术发展不可或缺的一部分。MAC协议作为无线传感器网络的底层协议,主要负责网络的无线通信资源的分配和传输调度控制。由于无线传感器网络受到能量的制约,其能量的损耗主要来自于节点的无线通信过程,因此设计高效节能的MAC协议就成为当前研究的热点之一本文主要研究无线传感器网络中基于分簇路由技术的TDMA调度机制。论文首先介绍无线传感器网络分簇路由技术,并基于OMNET++仿真工具搭建的WSN分簇网络仿真模型对典型的分簇路由算法进行仿真接着论文重点介绍无线传感器网络基于分簇的时分复用调度机制,深入分析固定时隙分配的TDMA调度机制和低能耗自适应时隙分配（LASA）的TDMA调度机制。与固定时隙分配的TDMA调度机制相比,LASA调度机制由簇头节点根据成员节点的数据大小为其动态分配时隙,有效减少了节点的空闲侦听时间,提高了无线资源的利用率。仿真表明LASA调度机制在降低网络的能耗,提高网络的吞吐量,延长网络的生命周期等方面性能要优于固定时隙分配调度机制。虽然LASA调度机制通过动态分配时隙的方法降低了节点的能耗,提高网络的吞吐量,但是依然未能解决由于网络能耗不均而导致的边缘节点率先死亡,进而造成网络采集盲区的问题,同时在簇内成员节点无数据发送时,会造成节点间控制消息发送过多的问题。为此,论文最后对上述问题进行改进,提出在调度过程中的簇头替代算法以解决网络能耗不均的问题,引入数据查询机制以解决控制消息发送过多的问题。仿真表明,改进的LASA调度机制不仅实现了网络能耗的均衡,避免了网络采集盲区的出现,同时也进一步降低了网络的能耗,延长了网络的生命周期,提高了网络的吞吐量