论文简介：

毕业设计-海量交通信息分布式处理-无线传感器网络MAC协议改进及其在交通中的应用，共54页，26033字，附程序、开题报告等
摘要
随着经济的快速发展，生活方式变得更加快捷，城市的道路也逐渐变得纵横交错，快捷方便的交通在人们生活中占有及其重要的位置。无线传感器网络技术在世界范围内引起了人们的关注，通过无线传感器网络来进行交通信息采集、交通控制和诱导等方面，通过提高对交通信息的有效使用和管理来提高交通系统的效率，可以有效的解决目前交通安全问题。传统的传感器网络设计过分注重节点节能而牺牲了整个网络性能，传感器网络MAC协议在降低传感器节点能量消耗的目标下也应考虑网络性能。无线传感器网络MAC层主要负责信道的接入，针对无线传感器网络的标准，以构建低能量消耗、低速率传输、低成本的无线网络。本课题以城市智能交通为对象，以设计节能无线传感器网络为目的，对目前无线传感器网络MAC层协议的基础上进行研究，并提出改进的MAC层协议。本论文所做的主要工作有以下几项：
第一，分析研究了目前无线传感器网络的发展历史和无线传感器网络的基本结构特点，并分析了无线传感器网络中造成能耗的主要原因；
第二，对无线传感器网络中的MAC层协议进行了详细分析，主要包括基于竞争和基于调度的MAC协议，并分析了MAC层协议造成能耗的原因；
第三，分析了S-MAC协议和DMAC协议，并在这两种协议的基础上提出了一种节能算法，算法在网络的节点的侦听时间和睡眠状态调整上都做到了降低能耗，从而实现了降低能耗的目的。
第四，最后对改进后的协议在NS-2平台上继续了仿真研究，实验表明，更改后的在不增大网络延迟的基础上减少了节点能量消耗，能够在节点能耗和时间平衡方面得到一定的改善。
关键词：无线传感器网络，S-MAC，DMAC，退避算法

目录
第一章 绪论 8
1.1 课题研究背景 8
1.2 课题研究意义 9
1.3 国内外研究现状 10
1.4 论文的主要工作和组织结构 11
1.4.1 论文的主要工作 11
1.4.2 论文的组织结构 11
第二章 无线传感器网络简介 13
2.1 传感器网络发展历史 13
2.2 无线传感器网络结构特点 13
2.2.1 无线传感器网络结构 13
2.2.2 无线传感器节点结构 14
2.2.3 无线传感器网络协议栈 15
2.2.4 无线传感器网络的特点 17
2.3 无线传感器网络关键技术及能耗分析 18
2.3.1 关键技术 18
2.3.2 耗能分析 20
2.4 本章小结 21
第三章 无线传感器网络MAC协议 22
3.1 MAC层协议设计问题 22
3.2 MAC协议理论分析 23
3.2.1 基于竞争的MAC协议 23
3.2.2 基于调度算法的MAC协议 24
3.2.3 其他MAC协议 25
3.3 MAC协议对比分析 25
3.4 MAC协议造成能耗的原因分析 26
3.5 本章小结 27
第四章MAC协议改进 28
4.1改进可行性分析 28
4.2 S-MAC协议和DMAC协议分析 28
4.2.1 S-MAC协议分析 28
4.2.2 DMAC协议分析 29
4.3 基于S-MAC和DMAC协议的节能算法 30
4.3.1 算法改进思想 30
4.3.2 网络状态的划分 30
4.3.3 网络空闲状态的时序图 31
4.3.4 网络繁忙状态的时序图 32
4.3.5 监听时间的动态调节机制 33
4.4 本章小结 34
第五章 协议在NS-2平台仿真 35
5.1仿真环境搭建 35
5.1.1 NS-2简介 35
5.1.2 NS2中的节点模型 36
5.1.3 仿真中使用的节点模型 38
5.1.4 MAC协议的修改 41
5.2仿真实验设计 42
5.2.1 仿真实验的拓扑结构 42
5.2.2 仿真参数设定 43
5.2.3 仿真结果的统计 44
5.3 仿真结果分析 45
5.3.1 吞吐量仿真结果 45
5.3.2 丢包率仿真结果 45
5.3.3 平均时延仿真结果 46
5.3.4 平均能耗仿真结果 47
5.4 本章小结 48
第六章 总结与展望 49
6.1 总结 49
6.2 展望 49

论文的主要工作
在无线传感器网络当中，介质访问控制（Medium Access Control,MAC）协议决定着使用无线通信信道的方式，在传感器的节点之间无线通信资源的分配是有限的，用这些有限资源来架构网络系统的底层结构，是保证网络高效通信的关键网络协议之一。
本文通过无线传感器网络的研究，分析区别于其它传统网络的本质不同，指出MAC 协议设计时要考虑的各个因素。主要工作内容如下：
(1)研究分析了现有的经典传感器网络MAC协议，分析了协议所采用的机制及其对网络性能的影响。
(2)从能量效率、节能的角度出发，鉴于数据采集树的网络拓扑本身存在的缺陷，提出一种改进的MAC协议
(3)对协议进行仿真研究，并对多种协议的仿真结果进行对比。
论文的组织结构
本论文共分为六章，各章的主要内容如下：
第一章 讨论了选题的背景和无线传感器网络的MAC协议发展现状，明确了论文的研究内容和方向；
第二章 研究了无线传感器网络；
第三章 分析无线传感器网络的各种算法；
第四章 重点讨论一种改进的MAC层协议；
第五章 对协议在NS-2平台上进行仿真，并对仿真结果进行分析；
第六章 总结全文，并提出今后设想。

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