文档介绍：无线传感网络节能措施
汇报人:XX
研究背景
无线传感网与一般的计算机网络不同,网络中的节点一般基于电池供电,而且目前的技术电池容量难以大幅度提高,此外对于大规模的传感器节点更换电池是一件费力或者说不现实的事情,所以研究节能机制尽量减少节点的能量消耗是重要的内容之一。(当然现在有基于太阳能供电或者机械振动及生物能供电的研究为方向我们不作考虑)
传感器节点能耗分析
传感器节点能耗主要集中在三个部件
传感单元
微处理单元
射频模块单元
射频模块分析
无线收发电路有四种状态(发送、接收、空闲和休眠),研究表明“偷听”会消耗大量的能量。因为无线信号的广播特性,节点会收到大量与自己无关的数据包,尽管这些包被立即丢弃,但接收电路处理会消耗能量。对短距离传输来说,接收数据比发送数据的功耗可能更大,仅发送和接收需要能量,射频即使在空闲状态也具有很高的功耗,几乎与接收模式不相上下无线传感网络应用的数据率一般较低,射频在很多时候处于空闲状态,此时空闲监听的能耗将占有射频总能耗的绝大部分。所以说研究休眠机制对于传感器节能至关重要。
休眠的几种机制
定时机制:
优点:
缺点:
RS算法机制:
在 RS(Randomized Scheduling)休眠算法中,簇首节点以概率 p = β< 1选择节点进入休眠状态,节点只需要取随机数生成器生成的随机数,进而判断是否休眠。
LDS 休眠算法:
与 RS 算法不同的是, LDS(Linear Distanced-based Scheduling)休眠算法中节点进入休眠的概率 p(x)是与到簇首的距离 x 成线性关系的,假设概率为 p(x),簇首及其簇内节点都分布在以簇首为中心的、半径为 R 的圆形区域内。
几种算法的比较:

定时机制算法协议设计不复杂,但是效率和节能不能完美结合
RS算法是从随机概率角度来决定休眠的机制,但是它的局限性在于只满足总体概率分布对于单个节点不能具体呈现。
LDS算法是对RS的一种节能优化,但是局限性和RS类似。
针对以上问题提出了针对具体节点的动态休眠机制:
例如:某一温度传感器节点,以周期为T测量特定地点的温度
从图中可知在1-3时间段内图形曲线比较平缓,其信息量较小,多次测量浪费了资源,但是在3-6时间段内温度变化明显,所以如果节点测量频率不够高,就会造成重要信息遗漏,所以为了满足高效和节能的平衡,提出了动态休眠机制。其算法如下:
假设初始休眠时间为T0,第n次休眠周期为Tn,X[n]为第n次测量数据,K为比例系数
则 Tn+1 =K*(X[n+1]-X[n])/Tn*T0
然而此公式存在不足,需要有所改进。