用C++实现S-MAC协议的MAC访问机制

S-MAC（Sensor Medium Access Control）协议是一种无线传感器网络（WSN）中的MAC协议，它通过睡眠和预定的方式来减少能量消耗，提高网络生命周期和可靠性。

以下是基于C++实现S-MAC协议的MAC访问机制的示例代码：

#include <iostream>
#include <cstdlib>
#include <ctime>

using namespace std;

#define MAX_NODES 100
#define MAX_DATA_SIZE 100

// 定义节点结构体
struct Node {
    int id; // 节点ID
    int parent; // 父节点ID
    int next; // 下一节点ID
    int state; // 节点状态：0-睡眠，1-活动
    int receive[MAX_NODES]; // 接收数组，记录其他节点发送的数据
    int receiveCount; // 接收计数器
    int dataSize; // 数据大小
    char data[MAX_DATA_SIZE]; // 数据内容
};

// 定义节点数组
Node nodes[MAX_NODES];

// 初始化节点数组
void initNodes(int n) {
    for (int i = 0; i < n; i++) {
        nodes[i].id = i;
        nodes[i].parent = -1;
        nodes[i].next = (i + 1) % n;
        nodes[i].state = 0;
        nodes[i].receiveCount = 0;
        nodes[i].dataSize = 0;
    }
}

// 节点发送数据
void sendData(int id) {
    Node& node = nodes[id];

    if (node.parent != -1) { // 如果有父节点，则向父节点发送数据
        Node& parent = nodes[node.parent];
        parent.receive[parent.receiveCount] = id;
        parent.receiveCount++;
    }

    // 随机生成数据大小和数据内容
    node.dataSize = rand() % MAX_DATA_SIZE;
    for (int i = 0; i < node.dataSize; i++) {
        node.data[i] = rand() % 256;
    }

    // 将节点状态设置为活动
    node.state = 1;
}

// 节点接收数据
void receiveData(int id) {
    Node& node = nodes[id];

    if (node.receiveCount > 0) { // 如果有其他节点发送的数据，则接收并处理
        for (int i = 0; i < node.receiveCount; i++) {
            Node& sender = nodes[node.receive[i]];

            // 处理数据内容
            for (int j = 0; j < sender.dataSize; j++) {
                cout << "Node " << id << " received data: " << (int) sender.data[j] << endl;
            }

            // 将发送节点的下一节点设置为当前节点的下一节点
            sender.next = node.next;
        }

        // 将接收计数器清零
        node.receiveCount = 0;
    }

    // 将节点状态设置为睡眠
    node.state = 0;
}

int main() {
    srand(time(NULL));

    int n = 10; // 节点数

    initNodes(n); // 初始化节点数组

    // 随机选择一个节点作为根节点
    int root = rand() % n;
    nodes[root].parent = root;

    int rounds = 100; // 轮数

    for (int r = 0; r < rounds; r++) {
        // 按照顺序访问节点
        int id = root;
        do {
            if (nodes[id].state == 0) { // 如果节点处于睡眠状态，则发送数据
                sendData(id);
            } else { // 如果节点处于活动状态，则接收数据
                receiveData(id);
            }

            id = nodes[id].next;
        } while (id != root);
    }

    return 0;
}

该示例代码实现了一个简单的S-MAC协议MAC访问机制，包括节点的初始化、数据的发送和接收、节点的睡眠和活动状态的切换等功能。具体实现过程中，需要根据具体情况进行调整和优化。