无线传感器网络MAC层协议测试平台的设计与实现

摘要

无线传感器网络MAC协议处于传感器网络协议的底层部分,对无线传感器网络的性能有较大影响,是保证无线传感器网络高效通信的关键网络协议之一。因此,对MAC协议性能进行验证和测试,是无线传感器网络研究中的一个关键问题。
　　 目前大多数研究都通过理论分析和计算机模拟(如NS-2)的方法进行验证和测试,但由于数学模型的构建计算复杂度过高,现有的模拟工具也难以真实体现无线通信的不稳定性,难以真实体现网络协议和算法的实际性能,因此无线传感器网络的平台测试技术越来越被人们所关注。
　　 本文主要提出了基于TinyOS的无线传感器网络MAC层协议测试平台的设计与实现,并在该测试平台上对IEEE802.11和S-MAC这两种重要的MAC协议进行了测试与分析。
　　 论文首先介绍了无线传感器网络,几种重要的无线传感器网络MAC协议以及国内外相关测试平台的研究现状。然后从PC端程序设计、基站程序设计和节点程序设计这三个方面对无线传感器网络测试平台的实现方案进行详细讨论。对于IEEE802.11和S-MAC协议的实现,本文从状态机的角度阐述了它们的运行流程,然后对各个功能模块进行了具体描述,最后根据实验测试数据从不同的方面对IEEE802.11和S-MAC协议进行了对比分析。
　　 实验结果表明我们的测试平台运行良好,对MAC层协议性能的比较分析也达到了预期的效果。