数事载本与度用
链状无线传输系统的设计
钟露
(重庆邮电大学通信与信息工程学院重庆400065)
通信技术
摘要现有的无线传感网协议多数是基于面状监控区域的协议,其不适用于链状的监控区或。本文介绍了一种基于链状区或的无线传输系统的实现方案，给出了设计思路,来用新的路由算法和节点工作方式,提高了节点的能量利用效率。
关键词链状网络路由节能
中图分类号:TP393 0引言
文献标识码:A
文章编号:1007-9416(2013)12-0025-02
础上建立起来的，在该协议上设计相应的网络层(NWK)协议和应用
目前，现有无线传感器网络的研究，一般假设传感节点部署在个相对集中的二维或者三维空间，这样的网络广泛应用于国防军
事、环境监测、交通管理、医疗卫生、制造等领域；但是在某些情况下由于自然景观或者人造设施的影响，监控区域呈现出一种链状形式，例如：高速公路、河流、隧道、桥梁、管道等，传感节点不是随机的面状分布，而是以链状形式刻意地部署在这些区域。比如人们将生物或者化学传感器沿河流部署，检测河水质量，防止其受到污染。
关于这类的应用还有很多，这类链状网络的主要特点如下：(1)链状方式部署传感节点，其位置固定；(2)节点资源受限：低处理能力及有限的通信能力，（3特定的数据交互模式：数据只能沿着节点的部署定向传输，所以现有通信协议已经不在适用于链状网络，因此本文根
据具体需求设计出了一种新型的链状无线传输系统。 1网络模型
链状无线网络中的节点采集覆盖区域中被监测对象的信息，通过节点的协同工作，以多跳中继的方式传送给汇聚(Sink)节点，随后通过GPRS或者其他方式将数据传送给监控中心，其结构如图1所示。
2节点协议栈的设计
本文所设计的链状无线传输系统是在IEEE802.15.4协议的基
sink 1
9
图1链状无线网络模型
开始硬件初始优
MAC层协议初验化损行能量检测意定干扰益小信通执行主动归指随机造择PANID 设置网络地址为
0s0009 启动网络
图协调器建网流程
开始 ★
硬件初始化 MAC层协议初始化执行主动扫描
找到网络？
5
67
睡联段时间
选定一个节点发送入同请求从父节点获取网络增址
戏动加入网络图4入网流程
作者简介：钟露(1989一),男,研究生,研究方向：物联网及应用
层(APP)协议。网络层主要负责节点网络地址的分配和数据包的路由，而应用层包含实现具体功能的程序代码。节点协议栈框架如图2 所示。
2.1物理层
物理层(MAC)的功能是实现物理连接的建立、维护与释放，并为上层提供统一的数据服务和管理服务接口。IEEE802.15.4规定了四种物理层规范，本设计采用了工作于2.4G频段的CC2530作为底层的硬件设备。
2.2媒介访问控制层
媒介访问控制层(MAC)的功能是建立网络、对接入网络的设备进行同步，并负责邻近设备间的单跳数据通信。MAC层主要任务是协调各数据包的发送过程，减少通信过程中因数据包发生能撞而造成的资源浪费，本设计采用CSMA/CA机制完成信道的接人。
2.3网络层
网络层(NWK)的功能是进行网络地址的分配并处理数据包的路由，IEEE802.15.4仅仅定义了物理层和媒介访问控制层，本设计通过调用IEEE802.15.4提供的相应函数接口，即可实现网络的建立、设备人网以及网络地址的分配。
2.3.1网络的建立
链状无线网络是由网络协调器建立的，其过程如图3所示。
2.3.2网络的加入 2.3.3数提包的路由
，下转第116页
APL w3 MAC
PHY
FFF Rn7 15. 4
图2节点协议栈框架
13
S
d
初始化
同步
12
一采集
10
图5 睡联
同步
图6节点工作方式
o(sink) 第二轮
采集
睡眠