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《低功耗無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的實(shí)現(xiàn)與壽命評(píng)估》由會(huì)員上傳分享,免費(fèi)在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。
1、第34卷第2期2016年4月中國(guó)民航大學(xué)學(xué)報(bào)JOURNALOFCⅣⅡ。AV隊(duì)’nONUNIVERSITYOFCHINAV01.34No.2April2016低功耗無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的實(shí)現(xiàn)與壽命評(píng)估王丙元1,劉錫盟1,呂忠義2(1.中國(guó)民航大學(xué)航空自動(dòng)化學(xué)院,天津300300;2.大連市政設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司,大連116001)摘要:機(jī)場(chǎng)助航單燈監(jiān)測(cè)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)存在能量約束問(wèn)題。為降低節(jié)點(diǎn)能耗、延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)壽命,從硬件能耗、軟件控制、路由算法3個(gè)方面討論了節(jié)點(diǎn)的節(jié)能設(shè)計(jì)。壽命評(píng)估可為傳感器網(wǎng)絡(luò)的可靠性設(shè)計(jì)及節(jié)點(diǎn)維護(hù)提供依據(jù)。通過(guò)差分采樣能耗測(cè)試方法測(cè)試了節(jié)點(diǎn)能耗。為系統(tǒng)整體壽命評(píng)
2、估提供了初步依據(jù)。關(guān)鍵詞:無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò);助航燈光;低功耗;能耗中圖分類(lèi)號(hào):V351.32;TP393文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A文章編號(hào):1674—5590(2016}02—0032—04ImplementationandlifetimeappraisaloflowpowerwirelesssensornetworknodesWANGBingyuan:LIUXimeng1,LYUZhongyi2(1.CollegeAeronauticalAutomation,CAUC,Tianjin300300,China;2.DoLianMunicipalDesign&ResearchInstituteCo
3、.,LTD,Dalian116001,China)Abstract:Energyconstraintisacrucialfactorlimitingtheperformanceofsingle-lampmonitoringWSN(wirelesssensornetwork)forairfieldnavigationlights.ToreduceenergyconsumptionofnodesandthusprolonglifetimeofWSN,nodesaredesignedfromthreeaspectsapprincludinghardwareenergyconsumptio
4、n,softwarecontrollingstruc—tureandroutingalgorithm.LifetimeappraisalofnodesfacilitatesreliabilitydesignofWSNandmaintenanceofnodes.Byaccomplishmentofdifferential-sample-basednodeenergyconsumptionmeasurement,theappraisaloflifetimeisfundamentallymadevalid.Keywords:wirelesssensornetworks;navigatio
5、nlighting;lowpower;energyconsumption為保障飛機(jī)的安全飛行,要求每天對(duì)助航燈光定時(shí)巡檢【11。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)由于其部署靈活、安裝方便、功耗低等優(yōu)點(diǎn),在國(guó)內(nèi)外機(jī)場(chǎng)運(yùn)營(yíng)的諸多方面已有研究和應(yīng)用[2-31。針對(duì)機(jī)場(chǎng)助航燈具數(shù)量眾多、人工巡檢不便的情況,已有研究采用自動(dòng)化巡檢的單燈狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)來(lái)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的人工巡檢方法141。將無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用到助航燈光自動(dòng)監(jiān)控應(yīng)用中,不僅可以將維修人員從繁重的人工巡檢工作中解脫出來(lái),還能及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障,適時(shí)進(jìn)行視情維修,以提高機(jī)場(chǎng)安全保障能力[53?!秶?guó)際民用航空公約》附件14中規(guī)定:附加監(jiān)測(cè)設(shè)備在發(fā)生故障時(shí)不能影響原
6、燈光系統(tǒng)的工作狀態(tài)[63。為保障燈光系統(tǒng)可靠性,無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)控節(jié)點(diǎn)采用電池供電,與助航燈光的供電回路隔離。同時(shí),機(jī)場(chǎng)進(jìn)近區(qū)助航燈光數(shù)量較大且分布范圍較廣,使得監(jiān)控節(jié)點(diǎn)不便于維護(hù)。因此,助航燈光監(jiān)控節(jié)點(diǎn)存在著能量約束問(wèn)題。本文通過(guò)分析無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的能耗特點(diǎn),提出了無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的節(jié)能措施,并以此為指導(dǎo)設(shè)計(jì)了低功耗的助航燈光監(jiān)控節(jié)點(diǎn)。通過(guò)差分采樣的能耗測(cè)試方法測(cè)試了節(jié)點(diǎn)能耗,為系統(tǒng)的整體壽命評(píng)估提供了初步依據(jù)。1助航燈光監(jiān)控節(jié)點(diǎn)能耗分析1.1節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)分析助航燈光監(jiān)控節(jié)點(diǎn)根據(jù)助航燈光的位置分布在監(jiān)控區(qū)域內(nèi)。監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)是整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ),主要由處理器、無(wú)線通信、傳感器和電源4個(gè)模塊
7、構(gòu)成,基本結(jié)構(gòu)如圖1所示。助航燈光監(jiān)控節(jié)點(diǎn)模塊各部分協(xié)調(diào)工作,實(shí)現(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)基本功能。處理器模塊是核心,負(fù)責(zé)完成系統(tǒng)的任務(wù)調(diào)度、數(shù)據(jù)處理、實(shí)現(xiàn)通信協(xié)議;通信模塊收稿日期:2015—07—02;修回日期:2015—09—23基金項(xiàng)目:國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(U1333102)作者簡(jiǎn)介:王丙元(1968一),男,遼寧朝陽(yáng)人,教授,博士,研究方向?yàn)闇y(cè)控自動(dòng)化.第34卷第2期王丙元,劉錫盟,呂忠義:低功耗無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的實(shí)現(xiàn)與壽命評(píng)估一33一i?????????一::lC