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1、*無線傳感器分級休眠模型的研究鄭譽(yù)煌，李迪，葉峰（華南理工大學(xué)機(jī)械與汽車工程學(xué)院，廣東廣州510640）摘要：為了提高無線傳感器的有效工作時間，在無線傳感器處于等待狀態(tài)時，令其休眠是重要的一種降低功耗策略。分析已有的兩種無線傳感器分級休眠能耗模型的特點，指出這兩種模型是單部件無線傳感器分級休眠模型，它們不適用于多部件組成的無線傳感器。從而分析由雙部件組成的無線傳感器分級休眠能耗模型，推導(dǎo)了最小有效休眠時間公式，并指出了這個模型的改進(jìn)之處。由已有的實驗數(shù)據(jù)計算可知，雙部件模型較單部件模型的最小有效休眠時間公式有較大的改進(jìn)。關(guān)鍵詞：無線傳感器網(wǎng)絡(luò)；節(jié)點；休眠；低功耗中圖分類號:TN401文
2、獻(xiàn)標(biāo)識碼：BResearchonSleep-stateTransitionPolicyInWirelessSensorNetworkNodeZHENGYuhuang,LIDi,YEFeng(SchoolofMechanicalandAutomotiveEngineering,SouthChinaUniversityofTechnology,GuangzhouGuangdong,510640)[Abstract]Inordertoincreaselifetimeofwirelesssensors,whenwirelesssensorisinwaitingmode,sleepmodeisa
3、nimportantstateforlowerpowerconsumptionofwirelesssensor.Inthispaper,twowirelesssensormodelsofdifferentsleepstatesandpowerconsumptionareanalyzed.Thesemodelsareclassifiedinthesinglecomponentwirelesssensormodelofdifferentsleepstatesandthesemodelsarenotsuitabletothewirelesssensorwhichiscomposedofmor
4、ecomponents.Weconsiderdoublecomponentswirelesssensormodelofdifferentsleepstatesandpowerconsumptionmodel,deducetheminimumeffectivesleeptimeformula,andcomparethismodelwiththemodelabove.Fromtheexperimentaldata,theminimumeffectivesleeptimeformulaofdoublecomponentswirelesssensorisbetterthanthatofsing
5、lecomponentsmodelofwirelesssensor.[Keywords]WirelessSensorNetwork;Node;Sleepmode;Low-power1引言無線傳感器網(wǎng)絡(luò)（WSN：WirelessSensorNetwork）是新一代傳感器網(wǎng)絡(luò)，WSN節(jié)點能夠協(xié)同地監(jiān)測環(huán)境中的信息，并傳送給用戶。在很多場合，WSN節(jié)點需要便攜式電源(例如電池)供電。當(dāng)電能降低到一定程度后，無線節(jié)點就不能正常工作，顯然傳感器節(jié)點的壽命就取決于電源的壽命，因此必須設(shè)法降低傳感器的功耗來延長傳感器的可靠工作時間。低功[1]耗設(shè)計是無線傳感器節(jié)點設(shè)計必須重點考慮的問題之一。無線傳感
6、器節(jié)點主要有兩種架構(gòu)：片上系統(tǒng)（SoC）架構(gòu)和多部件組合架構(gòu)。顧名思義，SoC架構(gòu)就是將微處理器、寄存器、數(shù)模轉(zhuǎn)換和無線收發(fā)等部件集成為一塊芯片，系統(tǒng)高度集成，如CC2431等。多部件組合架構(gòu)就是將每個具有獨(dú)立功能的芯片，如微處理器、寄存器、無線收發(fā)等芯片有機(jī)組合，組成一個新的節(jié)點，如iMOTE2等就是這種架構(gòu)。在WSN節(jié)點中，傳感器部件的功耗很低，絕大部分能量消耗在無線通信部件上，微處理器在處理數(shù)據(jù)時也消耗了相應(yīng)的能量。然而無線傳感器節(jié)點在大部分時間內(nèi)是空閑的，因此在這時候使其休眠，可以節(jié)省功耗，延長節(jié)點壽命。節(jié)點休眠是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)低功耗設(shè)*項目頒發(fā)部門：廣東省科技廳；項目名稱：廣
7、東省教育部產(chǎn)學(xué)研結(jié)合項目；編號：2007B090400075項目申請人：李迪計的常用方法。目前，無線傳感器節(jié)點一般提供多個工作狀態(tài)，如正常工作態(tài)、空閑態(tài)、休[1][2]眠態(tài)等。WSN節(jié)點的部件一般也支持上述模式，尤其是微處理器和無線通信模塊。雖然多工作狀態(tài)原理很簡單，但是如何合理的切換這些工作狀態(tài)卻是一個關(guān)鍵的問題，因為工作狀態(tài)間的切換需要消耗額外時間和能量。節(jié)點在滿足什么條件下進(jìn)入休眠狀態(tài)，才會比保持正常狀[3]態(tài)狀態(tài)節(jié)能是一個關(guān)鍵的問題。也
