摘 要：矿井无线传感器网络对井下人员定位及煤矿井下的环境监测起着非常重要的作用。而在无线传感器网络中，节点能耗的大小是决定整个网络生命周期的关键。本文首先构建了矿井无线传感器网络的节点系统，然后对节点的硬件能耗和网络系统能耗进行分析，建立了一种适用于井下无线传感器网络的随机唤醒机制能耗模型，并对该模型进行仿真测试，并与基于LEACH 分簇算法的网络能耗进行比较，结果表明，本文提出模型的能耗更低，更适合煤矿的要求。
关键词：无线传感器网络；节点；CC2430；能耗
1. 引言 无线传感器网络是集微电子系统、低功耗高集成度数字电子组件、嵌入式计算、无线通信和分布式数据信息处理等技术于一体的新兴研究领域。无线传感器网络能够根据部署的节点实时监视、感知和采集网络分布区域内的各种环境或监测对象的信息，并对这些信息进行处理，获取详尽而准确的环境信息。由于传感器节点体积小，一般是采用电池供电，因此客观上存在单个节点的处理和存储能力有限、通信范围有限、能量有限等诸多问题，而其中最为关键的是节点的能量问题，节点的能量不仅关系到节点自身的工作时间、网络的可靠性，而且决定了整个网络的生命周期。因此，对节点节能的研究成为了无线传感器网络的研究热点。国内外对无线传感器网络能耗已有了一定的研究，但是，大部分的研究工作都致力于通过提出合适的MAC 协议降低能耗，或是提出节能的路由机制。例如，文献中提出了一种能使传感器节点周期性进入休眠状态的MAC 协议；文献和文献中分别提出了全占空比功率控制协议和非占空比的功率控制协议，这两种协议的缺点分别是：前者在网络通信率低时，节点空闲侦听模式下消耗了大量的能量，而后者可能会造成较大的通信延时。因此，到目前为止，并没有适合于随机唤醒这种模式的能耗研究。本文针对这一不足，首先对传感器节点进行了低功耗的设计，并对节点组成的无线网络，在随机唤醒工作状态下进行了能耗分析。
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