摘 要：礦井無線傳感器網絡對井下人員定位及煤礦井下的環境監測起著非常重要的作用。而在無線傳感器網絡中，節點能耗的大小是決定整個網絡生命周期的關鍵。本文首先構建了礦井無線傳感器網絡的節點系統，然后對節點的硬件能耗和網絡系統能耗進行分析，建立了一種適用于井下無線傳感器網絡的隨機喚醒機制能耗模型，并對該模型進行仿真測試，并與基于LEACH 分簇算法的網絡能耗進行比較，結果表明，本文提出模型的能耗更低，更適合煤礦的要求。 關鍵詞：無線傳感器網絡；節點；CC2430；能耗 1. 引言 無線傳感器網絡是集微電子系統、低功耗高集成度數字電子組件、嵌入式計算、無線通信和分布式數據信息處理等技術于一體的新興研究領域。無線傳感器網絡能夠根據部署的節點實時監視、感知和采集網絡分布區域內的各種環境或監測對象的信息，并對這些信息進行處理，獲取詳盡而準確的環境信息。由于傳感器節點體積小，一般是采用電池供電，因此客觀上存在單個節點的處理和存儲能力有限、通信范圍有限、能量有限等諸多問題，而其中最為關鍵的是節點的能量問題，節點的能量不僅關系到節點自身的工作時間、網絡的可靠性，而且決定了整個網絡的生命周期。因此，對節點節能的研究成為了無線傳感器網絡的研究熱點。國內外對無線傳感器網絡能耗已有了一定的研究，但是，大部分的研究工作都致力于通過提出合適的MAC 協議降低能耗，或是提出節能的路由機制。例如，文獻中提出了一種能使傳感器節點周期性進入休眠狀態的MAC 協議；文獻和文獻中分別提出了全占空比功率控制協議和非占空比的功率控制協議，這兩種協議的缺點分別是：前者在網絡通信率低時，節點空閑偵聽模式下消耗了大量的能量，而后者可能會造成較大的通信延時。因此，到目前為止，并沒有適合于隨機喚醒這種模式的能耗研究。本文針對這一不足，首先對傳感器節點進行了低功耗的設計，并對節點組成的無線網絡，在隨機喚醒工作狀態下進行了能耗分析。 礦井無線傳感器網絡節點系統的能耗分析全文下載