[发明专利]一种基于广播消息的无线传感器网络MAC协议

摘要

一种基于广播消息的无线传感器网络MAC协议，该协议采用周期工作制，且一个工作周期的时间长度为固定值，将一个工作周期按时间先后划分为同步周期、广播周期和数据周期，数据周期被分割成若干时间长度相同的工作区间；所述协议的实现过程为：同步周期内，通过同步帧消息的交换实现同一虚拟簇内的节点时间同步；广播周期内，源节点在广播周期随机选取工作区间，并利用广播消息使相关节点在对应的工作区间完成数据交换；数据周期内，相关节点在对应的工作区间唤醒，源节点开始进行信道竞争，源节点成功接入信道后与目的节点进行RTS/CTS/DATE/ACK数据交换。本发明与现有的ADV‑MAC协议和S‑MAC协议相比，其网络功耗，及时延、递送率等网络性能均具有较好的水准。

主权项

1.一种基于广播消息的无线传感器网络MAC协议，其特征在于：该协议采用周期工作制，且一个工作周期的时间长度为固定值，将一个工作周期按时间先后划分为同步周期、广播周期和数据周期，其中，数据周期被分割成若干时间长度相同的工作区间，每个工作区间的大小为相关节点使用最大CW进行一次完整RTS/CTS/DATE/ACK数据交换所需的时间；所述协议的实现过程包括如下步骤：（1）、同步周期内，通过同步帧消息的交换，实现同一虚拟簇内的节点时间同步；（2）、广播周期内，源节点在广播周期随机选取工作区间，并利用广播消息使相关节点在对应的工作区间完成数据交换；所述广播的消息包含目的节点的地址和选取的工作区间；在广播周期内，所述协议利用节点数据缓存区的实时情况动态调整CW的大小，以实现节点接入信道的公平性；CW的自适应调整方法为：首先，节点初始化CW的尺寸为最大值CWmax，节点需要进行数据发送的时候，利用公式CWcur=[CWmax*(1‑(BS/BST))]对CW进行实时调整，其中，CW当前值CWcur的取值范围始终在[CWmin,CWmax]之间，并取整数； BST代表设定的数据缓存区阈值，BS代表数据缓存区的当前使用值；（3）、数据周期内，相关节点在对应的工作区间唤醒，源节点开始进行信道竞争，其中CW的大小采用广播周期的CW自适应调整方法进行调整，源节点成功接入信道后与目的节点进行RTS/CTS/DATE/ACK数据交换。