摘 要：礦井無線傳感器網(wǎng)絡(luò)對井下人員定位及煤礦井下的環(huán)境監(jiān)測起著非常重要的作用。而在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中，節(jié)點(diǎn)能耗的大小是決定整個(gè)網(wǎng)絡(luò)生命周期的關(guān)鍵。本文首先構(gòu)建了礦井無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)，然后對節(jié)點(diǎn)的硬件能耗和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)能耗進(jìn)行分析，建立了一種適用于井下無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的隨機(jī)喚醒機(jī)制能耗模型，并對該模型進(jìn)行仿真測試，并與基于LEACH 分簇算法的網(wǎng)絡(luò)能耗進(jìn)行比較，結(jié)果表明，本文提出模型的能耗更低，更適合煤礦的要求。 關(guān)鍵詞：無線傳感器網(wǎng)絡(luò)；節(jié)點(diǎn)；CC2430；能耗 1. 引言 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是集微電子系統(tǒng)、低功耗高集成度數(shù)字電子組件、嵌入式計(jì)算、無線通信和分布式數(shù)據(jù)信息處理等技術(shù)于一體的新興研究領(lǐng)域。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)能夠根據(jù)部署的節(jié)點(diǎn)實(shí)時(shí)監(jiān)視、感知和采集網(wǎng)絡(luò)分布區(qū)域內(nèi)的各種環(huán)境或監(jiān)測對象的信息，并對這些信息進(jìn)行處理，獲取詳盡而準(zhǔn)確的環(huán)境信息。由于傳感器節(jié)點(diǎn)體積小，一般是采用電池供電，因此客觀上存在單個(gè)節(jié)點(diǎn)的處理和存儲能力有限、通信范圍有限、能量有限等諸多問題，而其中最為關(guān)鍵的是節(jié)點(diǎn)的能量問題，節(jié)點(diǎn)的能量不僅關(guān)系到節(jié)點(diǎn)自身的工作時(shí)間、網(wǎng)絡(luò)的可靠性，而且決定了整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的生命周期。因此，對節(jié)點(diǎn)節(jié)能的研究成為了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的研究熱點(diǎn)。國內(nèi)外對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)能耗已有了一定的研究，但是，大部分的研究工作都致力于通過提出合適的MAC 協(xié)議降低能耗，或是提出節(jié)能的路由機(jī)制。例如，文獻(xiàn)中提出了一種能使傳感器節(jié)點(diǎn)周期性進(jìn)入休眠狀態(tài)的MAC 協(xié)議；文獻(xiàn)和文獻(xiàn)中分別提出了全占空比功率控制協(xié)議和非占空比的功率控制協(xié)議，這兩種協(xié)議的缺點(diǎn)分別是：前者在網(wǎng)絡(luò)通信率低時(shí)，節(jié)點(diǎn)空閑偵聽模式下消耗了大量的能量，而后者可能會造成較大的通信延時(shí)。因此，到目前為止，并沒有適合于隨機(jī)喚醒這種模式的能耗研究。本文針對這一不足，首先對傳感器節(jié)點(diǎn)進(jìn)行了低功耗的設(shè)計(jì)，并對節(jié)點(diǎn)組成的無線網(wǎng)絡(luò)，在隨機(jī)喚醒工作狀態(tài)下進(jìn)行了能耗分析。 礦井無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)的能耗分析全文下載