雙模式休眠模式.pdf

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1、*無(wú)線傳感器分級(jí)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(wú)線傳感器的有效工作時(shí)間,在無(wú)線傳感器處于等待狀態(tài)時(shí),令其休眠是重要的一種降低功耗策略。分析已有的兩種無(wú)線傳感器分級(jí)休眠能耗模型的特點(diǎn),指出這兩種模型是單部件無(wú)線傳感器分級(jí)休眠模型,它們不適用于多部件組成的無(wú)線傳感器。從而分析由雙部件組成的無(wú)線傳感器分級(jí)休眠能耗模型,推導(dǎo)了最小有效休眠時(shí)間公式,并指出了這個(gè)模型的改進(jìn)之處。由已有的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算可知,雙部件模型較單部件模型的最小有效休眠時(shí)間公式有較大的改進(jìn)。關(guān)鍵詞:無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò);節(jié)點(diǎn);休眠;低功耗中圖分類號(hào):TN401文

2、獻(xiàn)標(biāo)識(shí)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(wú)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(diǎn)能夠協(xié)同地監(jiān)測(cè)環(huán)境中的信息,并傳送給用戶。在很多場(chǎng)合,WSN節(jié)點(diǎn)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(wú)線節(jié)點(diǎn)就不能正常工作,顯然傳感器節(jié)點(diǎn)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(lái)延長(zhǎng)傳感器的可靠工作時(shí)間。低功[1]耗設(shè)計(jì)是無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)必須重點(diǎn)考慮的問(wèn)題之一。無(wú)線傳感

6、器節(jié)點(diǎn)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(wú)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(gè)具有獨(dú)立功能的芯片,如微處理器、寄存器、無(wú)線收發(fā)等芯片有機(jī)組合,組成一個(gè)新的節(jié)點(diǎn),如iMOTE2等就是這種架構(gòu)。在WSN節(jié)點(diǎn)中,傳感器部件的功耗很低,絕大部分能量消耗在無(wú)線通信部件上,微處理器在處理數(shù)據(jù)時(shí)也消耗了相應(yīng)的能量。然而無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)在大部分時(shí)間內(nèi)是空閑的,因此在這時(shí)候使其休眠,可以節(jié)省功耗,延長(zhǎng)節(jié)點(diǎn)壽命。節(jié)點(diǎn)休眠是無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)低功耗設(shè)*項(xiàng)目頒發(fā)部門:廣東省科技廳;項(xiàng)目名稱:廣

7、東省教育部產(chǎn)學(xué)研結(jié)合項(xiàng)目;編號(hào):2007B090400075項(xiàng)目申請(qǐng)人:李迪計(jì)的常用方法。目前,無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)一般提供多個(gè)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(diǎn)的部件一般也支持上述模式,尤其是微處理器和無(wú)線通信模塊。雖然多工作狀態(tài)原理很簡(jiǎn)單,但是如何合理的切換這些工作狀態(tài)卻是一個(gè)關(guān)鍵的問(wèn)題,因?yàn)楣ぷ鳡顟B(tài)間的切換需要消耗額外時(shí)間和能量。節(jié)點(diǎn)在滿足什么條件下進(jìn)入休眠狀態(tài),才會(huì)比保持正常狀[3]態(tài)狀態(tài)節(jié)能是一個(gè)關(guān)鍵的問(wèn)題。也

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