如何进行无线传感器网络中门限服务控制系统的设计实现

　　为了最大限度的提高无线传感器网络资源的利用率，突破传统轮询系统研究不能应用于真实无线传感器网络的限制，将轮询控制的门限服务方式接入无线传感器网络。本文简要介绍了无线传感器网络的结构，分析了轮询系统中的门限服务方式。以cc2530节点作为硬件平台，利用分簇的方式形成了适合门限服务控制的网络，基于ZStack进行了软件的设计，在无线传感器网络中实现了门限服务控制。最后统计计算了门限服务系统的平均时延、平均排队队长两个指标，以此来评估系统的正确性，结果表明，系统能够正确运行，性能指标和理论值一致。

　　轮询控制因其公平性、灵活性被广泛应用于工业制造、计算机通信等各个方面。无线传感器网络引入轮询控制机制，将传统的多跳通信变为单跳，可以有效的降低因碰撞产生的能量损耗。以限定（K = 1）服务为基础，提出了一种改进的PCF轮询控制协议，将其接入无线传感器网络，在MATLAB仿真环境下验证了协议的正确性。首次以FPGA （field programmable gate array）对轮询机制的接入控制协议进行了设计和实现。从软件仿真到FPGA的实现是一个巨大的跨越，但是没有将轮询系统应用于真实的无线传感器网络中。选择TinyOS无线传感网络操作系统作为软件平台，以cc2538cb传感器节点作为硬件平台，在无线传感器网络中构建了一个轮询控制系统。TinyOS是一个空白的操作系统，目前没有基于TinyOS操作系统的ZigBee协议栈通过ZigBee联盟的认证，且支持的芯片较少，移植困难，因此TinyOS的应用受到很大限制。而Zstack是TI开发的通过ZigBee联盟的认证的免费协议栈，协议栈具有国际化，标准化的特点，协议栈已提供十几种应用场景剖面可以非常轻松的让用户开发出满足国际标准的产品。因此本文选取ZStack作为软件平台，以cc2530节点作为系统的硬件平台，通过开发ZStack的方式实现对无线传感器网络的轮询控制。