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《河南大学》 2011年
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无线传感器网络节点能耗测量设备设计与实现

牛星  
【摘要】:无线传感器网络是近期发展比较热门的一项新兴技术,被誉为21世纪最有影响的技术之一。它是由大量分布式自组织微型传感器节点组成,用于监测物理环境条件,比如温度、声音、震动、压力、运动或污染物等,并通过合作的方式把数据通过网络传输到主要位置,它在军事,医学,交通和建筑等很多方面都有很广泛的应用前景。但是它的能量高效性是传感网研究中的关键性问题,因而对传感网节点能耗的准确测量评估是基础。 目前无线传感器网络的发展还处于初级阶段,对传感网节点的能耗测量设备还不是很多,大致可分为两种方法。一种是软件仿真方法,如EmTOS,NS-2,PowerTOSSIM等。它采用模拟工具对节点运行时刻的能量消耗进行分析估计,但是由于是在给定参数下进行的,与实际情况有着一定的差距。另一种是硬件实验方法,它采用额外的硬件电路来对节点能耗进行监测测量,如Dutta,SPOT等。但是,这两种传感网节点能耗测量方法都难以满足长时间,细粒度和高精确的测量需求。所以,本文提出了一种新的基于硬件实验的传感网节点能耗测量方法,并在此基础上实现了一套传感网节点能耗测量设备。 相比于上述已有的一些节点能耗测量方法和设备,本文提出的节点能耗测量方法,是基于电流采样、高速模拟数字转换芯片和可编程逻辑阵列构成的功耗测量电路,它具有以下优点: 1.它能够对节点能耗进行高精确和细粒度的测量。 2.它能够对节点能耗进行长时间连续的监测,即可以观测到节点在一定时间范围内能耗连续的变化情况。 3.得出测量结果后,它可以对测得的数据进行进一步后续处理和分析,最后把结果通过更加方便用户观测的方式显示出来。从而有助于分析传感器节点的不同模块的耗电量和功耗的相关性,设计和实现能耗高效的传感网协议和应用。 本文最后对该设备实测结果进行了分析,分析结果表明该节点能耗测量设备在无线传感器网络测试领域中是可靠和有效的。
【学位授予单位】:河南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TP212.9;TN929.5

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