1、無線傳感器網(wǎng)絡已成為未來信息技術(shù)的研究熱點，通信協(xié)議是其能夠正常工作的關(guān)鍵性技術(shù)。本文致力于根據(jù)無線傳感器網(wǎng)絡的特點，提出專用通信協(xié)議棧并基于OMNeT++進行了仿真，然后設計實現(xiàn)了基于TinyOS和CC2530的專用實驗平臺。
　　首先，本文對無線傳感器網(wǎng)絡技術(shù)進行了概述，然后分析了常見的物理層協(xié)議、MAC層協(xié)議和網(wǎng)絡層協(xié)議。物理層協(xié)議主要包括802.11、藍牙、紅外和802.15.4; MAC層協(xié)議主要包括爭用型、調(diào)度型和混合

2、型MAC協(xié)議;網(wǎng)絡層協(xié)議主要包括平面型路由協(xié)議和層次型路由協(xié)議。
　　隨后，本文提出了無線傳感器網(wǎng)絡專用通信協(xié)議棧分層框架，并提出了物理層、MAC層和網(wǎng)絡層協(xié)議的優(yōu)化改進方法。物理層協(xié)議主要在通信頻段、擴頻參數(shù)等核心參數(shù)選擇問題上進行了優(yōu)化改進;MAC層協(xié)議的優(yōu)化改進主要包括在幀結(jié)構(gòu)中引入優(yōu)先級機制、增加優(yōu)先級判決反饋ACK;網(wǎng)絡層協(xié)議的優(yōu)化改進主要包括優(yōu)化節(jié)點入網(wǎng)機制、增加負載自適應均衡策略等。采用OMNeT++軟件，本文構(gòu)建了

3、基于IEEE802.15.4標準的協(xié)議仿真模型，然后對不同參數(shù)設置下的平均端到端時延以及平均丟幀率兩個關(guān)鍵指標進行了仿真分析，研究了關(guān)鍵參數(shù)對協(xié)議性能的影響。
　　接著，本文設計實現(xiàn)了無線傳感器網(wǎng)絡專用實驗平臺。平臺總體架構(gòu)主要由三個層次組成:硬件平臺、協(xié)議棧和測試程序。硬件平臺基于CC2530平臺的開發(fā)套件來實現(xiàn)，主要包括一個中心節(jié)點、三個傳感器節(jié)點和一個測試PC。協(xié)議?；赥inyOS上的ZigBee/802.15.4協(xié)議棧來

4、移植實現(xiàn)。測試程序基于nesC編程語言編寫。本文的關(guān)鍵工作之一是實現(xiàn)了TinyOS在CC2530平臺上的移植。
　　最后，基于專用實驗平臺，本文選取了典型MAC層協(xié)議進行了驗證實現(xiàn)和測試。本文首先闡述了爭用型和調(diào)度型MAC層協(xié)議的實現(xiàn)過程。然后，采用串口打印和無線抓包的方式，分別對兩種協(xié)議進行了測試。根據(jù)測試結(jié)果，本文對兩種MAC協(xié)議的傳輸延時、碰撞概率等指標進行了比較，并得出了結(jié)論:爭用型MAC協(xié)議適用于業(yè)務負載不大、要求傳輸時