MPMC-MAC：一种无线传感器网络桥梁监控协议

"应用于桥梁监控的无线传感器网络MAC协议 (2014年)，作者：任秀丽，都远浩，发表于《计算机应用》2014年第34卷第6期，文章编号1001-9081(2014)06-1554-04，doi:10.11772/j.issn.1001-9081.2014.06.1554" 在无线传感器网络（WSN）中，MAC（Media Access Control）协议是控制节点间通信的关键部分，尤其在桥梁监控这类对实时性有严格要求的应用中。本文提出的多优先级多信道MAC（MPMC-MAC）协议旨在优化数据传输效率和可靠性，以满足桥梁监控任务的需求。 MPMC-MAC协议的核心思想是依据节点接收数据的类型和发送信息的频率来分配不同的优先级。这种分类方法可以确保关键数据（例如紧急警报或结构健康数据）优先传输，以保障实时性。协议同时考虑了信道状态，根据优先级和信道条件进行信道分配，避免高优先级节点的数据传输被低优先级节点的数据阻塞。 在遇到信道冲突或通信干扰导致数据重传的情况下，MPMC-MAC协议采用了信道再分配技术。这一技术会根据节点的优先级、剩余能量以及重传次数动态调整信道分配，以维护公平性和网络稳定性。通过这样的策略，即使在复杂的网络环境中，也能保证重要信息的高效传递。 此外，为了节能和减少传播时延，MPMC-MAC协议还设计了动态调整节点活跃周期和睡眠周期的功能。这种机制使得节点可以在无数据传输时进入低功耗模式，从而延长网络的生命周期，同时减少数据传输过程中的等待时间，提高整体性能。 仿真结果显示，MPMC-MAC协议在多个关键性能指标上优于其他常见的MAC协议，如HybridMAC（HyMAC）、ZebraMAC（ZMAC）以及IEEE 802.15.4 MAC协议。具体表现为网络吞吐量的提升、平均传播时延的降低以及节点能量消耗的减少。 MPMC-MAC协议是一种适用于桥梁监控等实时性强的WSN应用的高效解决方案，它通过智能的信道管理和能量管理策略，实现了可靠、高效且节能的数据传输。