无线传感器网络低功耗设计综述

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1、l0传感器与微系统（TransducerandMicrosystemTechnoiogies）2006年第25卷第5期!无线传感器网络低功耗设计综述张大踪，杨涛，魏东梅（西南科技大学信息工程学院，四川绵阳621010）摘要：无线传感器网络（WSN）综合了传感器技术、嵌入式技术、分布式信息处理技术和网络通信技术，能够协作地实时监测、感知和采集各种环境对象的信息，并将信息传递给系统用户主机进行分析、处理。WSN中的节点，具有感知和路由的功能，在实际的应用中，功耗是影响节点工作寿命的关键因素。为实现一种低功耗的WSN，可以从WSN

2、的体系结构、传感器节点以及网络各层次通信协议等角度去设计实现。在该领域还存在一些亟待解决的问题。关键词：无线传感器网络；低功耗设计；能量效率；网络协议中图分类号：TN9l9文献标识码：A文章编号：l000-9787（2006）05-00l0-05!Overviewoflow-powerdesigninwirelesssensornetworksZHANGDa-zong，YANGTao，WEIDong-mei（SchoolofInformationEngineering，SouthwestUniversityofScience

3、&Technology，Mianyang621010，China）Abstract：Thetechnoiogiesofsensor，embeddedchip，distributedinformationprocessingandnetworkscommunicationareintegratedintowireiesssensornetworks（WSN）whichcanmonitor，perceiveandgatherreai-timevariousinformationoftheenvironmentcoiiaborat

4、iveiy，andthesignaisissenttothehostcomputerforprocessing.ThenodesofWSNservethefunctionsofperceivingandrouting.Powerconsomptionisthekeyfactoraffectingtheiongevitofnodesinpractice.Akindofiow-powerconsumptionWSNcanbedesignedandreaiizedfromnetworksystemarchitecture，sens

5、ornodes，andmuiti-iayeredcommunicationprotocois.However，someurgentprobiemsremaininthisfieid.Keywords：wireiesssensornetwork（sWSN）；iow-powerconsumptiondesign；energyefficiency；networkprotocoi0引言信号处理、通信模式及协议、网络容量、寿命、任务分配协调近年来，微机电系统（microeiectromechanicaisystem，控制、自适应性、中

6、间件等诸多问题。其中，能量问题是决MEMS）和低功耗高集成数字设备的发展，导致了低成本、定传感器网络能否实用的生命线问题，因此，WSN的节点低功耗、小体积传感器节点的出现。随着传感器技术、计算要求必须是低功耗的。［l］［2］机技术、微电子技术和通信技术的发展，WSN技术应1系统功耗运而生，并因其应用的广泛性而得到越来越多的重视。WSN不同于其他传统网络，网络节点以自组织的方式2003年，美国《技术评论》杂志论述未来新兴十大技术时，部署，因此，网络必须有很强的自组织性、自适应性和鲁棒WSN被列为第一；美国《今日防务》杂志更认为

7、WSN的应性，网络协议和算法都必须是分布式的；另外，WSN属于一用和发展将引起一场划时代的军事技术革命和未来战争的种资源受限网络［3］，网络节点的能量、计算能力和存储量变革。可以预测，WSN是信息感知和采集的一场革命，是都非常有限，尤其是能量的受限，一旦节点的电源耗尽会直2l世纪最重要的技术之一。接影响整个网络功能的实现，而网络节点的使用往往是一WSN的特点是节点的电源能量有限、通信能力有限、次性的，或者由于条件限制，传感节点的电池不可能经常更计算能力有限、与物理世界紧密耦合、大规模密集部署、网换，需要能被使用若干年。这些都

8、决定了网络的设计必须络动态性强。为了准确、及时地获取信息，必须依靠节点间［4］以提高系统的能量效率为首要目标。［5］的协作，大量的MEMS传感器节点只有通过低功耗无线电Akyiidiz提出了WSN协议栈的5层模型分别对应开通信技术连成网络才能够发挥其整体和综合作用，所以，传放式系统互联参考