1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是新興的下一代傳感器網(wǎng)絡(luò),是一門快速發(fā)展的高新技術(shù),在安全監(jiān)控、環(huán)境監(jiān)測、健康醫(yī)療、前沿軍事、精細(xì)農(nóng)業(yè)、智能家居等諸多領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景,這種新的數(shù)據(jù)采集與處理技術(shù)方興未艾,正逐漸成為各大科研機(jī)構(gòu)、企業(yè)的研究熱點(diǎn)。
　　高效的MAC協(xié)議是保證無線傳感器網(wǎng)絡(luò)正常運(yùn)作,高效通信的關(guān)鍵。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的無線信道分配機(jī)制主要有隨機(jī)競爭機(jī)制、TDMA機(jī)制、FDMA機(jī)制以及CDMA機(jī)制?；陔S機(jī)競爭的MAC協(xié)議存在空閑偵聽和

2、數(shù)據(jù)碰撞等能耗問題;基于TDMA的MAC協(xié)議則存在時(shí)間同步和擴(kuò)展性差問題;基于FDMA和CDMA的MAC協(xié)議實(shí)現(xiàn)復(fù)雜,傳感器節(jié)點(diǎn)需要較高的處理能力。因而設(shè)計(jì)一種混合型協(xié)議,通過多種機(jī)制的優(yōu)化組合,達(dá)到最大的應(yīng)用性能,成為目前無線傳感器網(wǎng)絡(luò)MAC協(xié)議研究的一個(gè)發(fā)展趨勢。
　　本文提出一種基于分簇的底層安全TDMA/CSMA混合MAC協(xié)議(STC-MAC),該協(xié)議簇內(nèi)節(jié)點(diǎn)利用TDMA機(jī)制實(shí)現(xiàn)信道分配,避免碰撞串?dāng)_問題,從而達(dá)到低延遲快

3、速上傳數(shù)據(jù);簇頭節(jié)點(diǎn)則采用CSMA機(jī)制,避免多跳同步問題,增強(qiáng)可擴(kuò)展性;同時(shí),針對(duì)底層安全提出了一種可預(yù)警的攻擊應(yīng)對(duì)機(jī)制,正確快速識(shí)別攻擊行為。
　　為了驗(yàn)證STC-MAC的性能,本文采用了一種層次化、組件自治的仿真平臺(tái)——J-Sim,對(duì)該平臺(tái)下的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)相關(guān)組件進(jìn)行了擴(kuò)展。針對(duì) MAC協(xié)議的能量有效性和底層可能遭受的攻擊行為,進(jìn)行了一系列的仿真實(shí)驗(yàn),輸出了相關(guān)的能耗圖。通過與802.11 MAC能耗仿真結(jié)果對(duì)比和底層攻擊仿