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无线传感器网络能耗问题概述

发布时间:2012/4/13 20:16:39 访问次数:1264

   无线传感器网络与传统的无线通信 ISL6420AIRZ-TK 网络有很大的区别。GSM、WiFi、CDMA等无线网络的首要设计目标是提供尽可能高的服务质量,节点的能量可以进行补充,因此消耗是次要考虑的问题。而无线传感器网络的节点不能补充能量,尽可能延长网络系统的生存周期成为无线传感器网络的首要设计目标。传感器由4部分组成:通信模块、计算模块、传感器模块和能量供应模块。由于传感器模块通常情况下能耗很低,并且可以通过在应用的范围内适当延长采样周期,降低采样精度的方法来降低传感模块的能耗,因此通常只考虑计算模块和通信模块的能耗问题。
    计算模块包括CPU和存储器,用于数据的存储和预处理,节点计算模块的能耗与节点的硬件设计、数据处理方式有紧密关联。节点的硬件设计包括器件的选择、电路的设计等。传感器节点都尽可能地采用低功耗器件,对能耗的研究也都是建立在低功耗器件的基础之上的;通信模块是节点中能耗最大的部分,也是研究无线传感器网络节点能耗问题的重点。通信能耗与无线通信从物理层收发器到应用层的各个协议层都密切相关。
    目前提出的计算模块节能策略有动态电源管理(DPM)和动态电压调节(DVS)。通信模块节能策略主要有休眠机制、数据融合、冲突避免与纠错及多跳短距离通信等。具体可参阅相关文献。
    无线传感器网络节点的小型化和低功耗设计有利于提高网络的生命期,扩大应用范围。下面介绍MEMS技术在无线传感器网络节点的低功耗设计中的应用。

   无线传感器网络与传统的无线通信 ISL6420AIRZ-TK 网络有很大的区别。GSM、WiFi、CDMA等无线网络的首要设计目标是提供尽可能高的服务质量,节点的能量可以进行补充,因此消耗是次要考虑的问题。而无线传感器网络的节点不能补充能量,尽可能延长网络系统的生存周期成为无线传感器网络的首要设计目标。传感器由4部分组成:通信模块、计算模块、传感器模块和能量供应模块。由于传感器模块通常情况下能耗很低,并且可以通过在应用的范围内适当延长采样周期,降低采样精度的方法来降低传感模块的能耗,因此通常只考虑计算模块和通信模块的能耗问题。
    计算模块包括CPU和存储器,用于数据的存储和预处理,节点计算模块的能耗与节点的硬件设计、数据处理方式有紧密关联。节点的硬件设计包括器件的选择、电路的设计等。传感器节点都尽可能地采用低功耗器件,对能耗的研究也都是建立在低功耗器件的基础之上的;通信模块是节点中能耗最大的部分,也是研究无线传感器网络节点能耗问题的重点。通信能耗与无线通信从物理层收发器到应用层的各个协议层都密切相关。
    目前提出的计算模块节能策略有动态电源管理(DPM)和动态电压调节(DVS)。通信模块节能策略主要有休眠机制、数据融合、冲突避免与纠错及多跳短距离通信等。具体可参阅相关文献。
    无线传感器网络节点的小型化和低功耗设计有利于提高网络的生命期,扩大应用范围。下面介绍MEMS技术在无线传感器网络节点的低功耗设计中的应用。

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