无线传感器网络动态占空比MAC协议

提出一个能量高效的传感器网络MAC协议(EMAC协议)。传感器节点在空闲时进入睡眠状态,大大减少了空闲侦听,采用可变占空比工作方式降低能量消耗。仿真实验显示EMAC协议大大降低了节点的能量消耗,明显提高了网络的生命期。

基于动态占空比MAC协议研究

在无线传感器网络中,降低能耗会引发端到端时延的增加.为兼顾能耗和时延的均衡,提出一种基于缓冲区平均队列时延的动态占空比MAC协议.该协议通过缓冲区平均队列时延对网络负载进行检测,能及时准确地预测网络负载变化情况,从而对占空比进行实时调整.同时采用节点能量指数对缓冲区队列时延进行加权平均,限制了节点能量的过度使用,延长了网络寿命.仿真结果表明,改进后的AQD-MAC协议在能量消耗和网络时延方面都存在明显的优势.

基于动态占空比的流量自适应MAC协议

提出一种基于动态占空比的流量自适应MAC协议,在基于S-MAC和TDMA流量自适应MAC协议的基础上,引入动态占空比机制,将原S-MAC协议的侦听/睡眠周期划分为多个短侦听/睡眠周期以实现多次数据传输。仿真结果表明,该协议在多竞争节点情况下能减少系统时延,维持较高的吞吐率,实现协议的平滑切换。

基于动态占空比采样的低功耗奶牛运动监测耳标设计

智能可穿戴设备应用到奶牛发情期预测中能够提升奶牛的养殖经济效益。此类用于智能畜牧的可穿戴设备受到体积限制,对设备的低功耗设计提出了更高要求。传统的运动监测耳标往往需要持续采样以实现准确的奶牛计步,存在能耗较高的问题。开发了一款基于动态占空比间歇采样的奶牛耳标设备,并使用预先训练完成的支持向量机(SVM)模型对未采样区间的奶牛步数进行预测。本耳标设计还通过预测结果所体现的奶牛运动状态动态调节设备工作与休眠的占空比,进一步降低系统能耗。测试结果表明,所设计的耳标设备工作电流为3.1 mA,休眠电流为7.7μA,平均工作电流低于0.76 mA,比持续工作的耳标的电流降低约75%,大大提高了设备的工作时长。

基于占空比动态分配控制的并联交错CCM PFC变换器

为减小甚至消除均流过程对总输入电流及输出电压的扰动,以提高输入功率因数.在平均电流控制策略的基础上,提出一种控制占空比在并联变换器内部动态分配的均流控制器,即只在并联变换器内部,根据其电流偏差程度进行占空比动态调节来实现均流.同时,采用单DSP实现并联PFC变换器电感电流的均匀交错,以减小系统滤波器的体积和提高系统的效率.以3个功率因数校正(PFC)变换器并联为例,利用提出的研究方案获得了良好的均流性能,并实现了并联PFC变换器电感电流的交错,减小了输入电流的高频纹波.实验结果证明了该控制方案的正确性,为并联的大功率功率因数校正变换器的数字控制提供了解决方案.

箭载无线传感器网络动态业务分配方法研究

无线传感器网络技术是新一代火箭测量系统中的关键技术之一,为实现箭上无线传感器节点业务动态变化场景下的信道资源无冲突分配,提出了一种基于优先级的动态业务分配方法——基于优先级的动态占空比节能位图辅助MAC协议(PD-EBMA)。主要思想是利用位图辅助适应业务量的动态变化、搭载预约的方式减少控制信息开销、背包算法提高信道利用率和降低时延,以及在流量较小时延不敏感的场景中使用动态占空比的思想降低能量开销。仿真结果表明:相比传统固定时隙的分配方式,PD-EBMA可以大幅提升网络灵活性,同时能耗和时延特性也得到显著改善。

WSN流量自适应MAC协议的改进

在流量自适应媒体访问控制（MAC）协议中,容易产生吞吐量抖动的问题。为此,提出一种动态占空比机制的改进方案。在基于S-MAC和TDMA流量自适应MAC协议基础上,通过引入动态占空比机制,将原S-MAC协议的侦听/睡眠周期,划分为多个短侦听/睡眠周期,以实现多次数据传输。NS2仿真结果表明,该方案能减少系统时延和能量消耗,同时维持较高的吞吐量,实现协议的平滑切换。

一种服务区分的多媒体传感器网络MAC协议

为在资源受限的无线传感器网络中传输具有不同业务要求的多媒体信息,提出一种基于服务质量感知和优先级的无线多媒体传感器网络MAC协议——QA-MAC。协议通过有效的服务区分机制,对不同优先级的数据流采用不同的自适应竞争窗口调节方法和占空比调整方法,以保障不同优先级业务的实时传输要求。仿真实验结果表明,与S-MAC协议相比,QA-MAC协议在网络延迟性和数据包传输率方面都有明显提高,随着网络负载的增大,数据包传输率平均可以提高30%以上,能够较好地满足无线多媒体传感器网络应用的需求。

基于SMAC的无线传感器网络MAC协议的分析与优化

首先对MAC协议进行了相关介绍。然后重点介绍了一种基于竞争的无线传感器网络MAC层协议S-MAC协议。其核心是提出了一种新的无线传感器网络的MAC协议设计方案。基于动态调整占空比的思想,提出了ATC-SMAC协议。该协议在S-MAC协议的基础上改进了固定占空比的劣势,根据每个节点上的数据包的平均延迟调整占空比。通过动态地调整每个节点的占空比,使不同流量的节点拥有不同的工作时间,协议根据不同节点的流量情况自适应地对其占空比进行调整。经过仿真试验,得到ATC-MAC在网络端对端延迟、能量消耗以及吞吐量方面较S-MAC协议都有比较明显的提高。

530nW超低功耗高效率能量收集芯片设计

本文基于动态占空比控制技术设计了一个超低功耗高效率的BUCK型能量收集芯片,动态占空比控制技术可以根据负载电流调整BUCK开关电源的占空比以提高效率。电路在CSMC 0.35μm CMOS工艺下设计,仿真显示,在工作电压为5.5V时,电路欠压时功耗为360n A,在无负载正常输出时功耗为530n A,峰值效率为96%。

无线传感器网络低延迟邻居发现算法研究

邻居发现问题是无线传感器网络(WSNs)通信协议的重要组成部分之一。由于不需要同步通讯,异步的邻居发现算法近年得到较多的关注。针对异步网络环境,设计一种新颖的邻居发现算法,并验证在不同节点密度、节点占空比、节点通信不规则度以及节点移动方式等情况下,该算法的发现延迟和能耗。结果表明,该算法在降低发现延迟方面取得良好效果,提升网络的性能,对实时性要求较高的无线传感器网络有很高的实用价值。