农业无线传感器网络节能休眠算法研究

"农用无线传感器网络低功耗休眠算法应用研究 (2015年)" 在农业领域，无线传感器网络（Wireless Sensor Networks, WSNs）的应用日益广泛，它们用于监测农田环境、作物生长状况等关键参数。然而，由于传感器节点的能量限制，能源管理成为了一个核心挑战。农业环境对WSNs的能耗要求更高，因此，如何有效地管理和延长节点电池寿命是研究的重点。 本文针对这一问题，提出了优化网络拓扑结构和节点同步/休眠机制的策略。作者选择了树形网络拓扑结构，这种结构具有层次化的特点，能够有效地减少通信距离和能量消耗。在树形结构的基础上，他们设计了一种逐级休眠唤醒同步的节点时间同步、休眠方式。这种方式允许部分节点在不参与数据传输时进入休眠状态，以节省能源，同时确保网络同步性不受影响，保持通信效率。 通过在JENIC5139平台上进行实验，结果显示，这种网络拓扑结构和休眠策略能显著降低功耗，显著延长了农用无线传感器网络的电池供电时间。这意味着网络的生存期得以大幅度提升，这对于实现长期、无人值守的农业监测系统至关重要。 关键词涉及到的技术点包括： 1. 无线传感器网络：由大量部署在监测区域的微型传感器节点组成，用于收集环境或特定目标的数据，并通过无线通信将数据传送到中央处理点。 2. 休眠模式：一种节能技术，节点在不工作时进入低功耗状态，以延长电池寿命。 3. 时间同步：确保网络中的所有节点在时间上保持一致，对于数据的准确性和一致性至关重要。 4. 树形网络拓扑：一种层次化的网络结构，每个节点除了与其父节点通信外，也可能与子节点通信，减少了节点间的通信距离，降低了能耗。 5. 节点唤醒策略：根据数据传输需求和节点间通信模式，有计划地控制节点的休眠和唤醒，以达到最佳的能源利用。 6. JENIC5139平台：可能是一种专门用于无线传感器网络开发的硬件平台，提供了实现和测试低功耗算法的环境。 这篇论文深入探讨了农业无线传感器网络的能源管理问题，提出的低功耗休眠算法对于提高网络效率和生存期具有重要意义。它不仅提供了理论分析，还通过实际实验验证了其有效性，为农业WSN的设计和实施提供了有价值的参考。