物联网的MAC层协议设计与测试(2)

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6.1 MATLAB简述 19

6.2 两种网络环境简介 20

6.3程序整体的流程图设计 21

6.4 程序关键语句 23

6.5 运行结果分析 27

总结与展望 30

致谢 33

参考文献 34

1、绪论

1.1物联网的概念

物联网是新一代信息技术的重要组成部分。其英文名称是“The Internet of things”。由此，顾名思义，“物联网就是物物相连的互联网”。这有两层意思：第一，物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础上的延伸和扩展的网络；第二，其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间，进行信息交换和通信。因此，物联网的定义是通过射频识别（RFID）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现对物品的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。

物联网是一个基于互联网、传统电信网等信息承载体，让所有能够被独立寻址的普通物理对象实现互联互通的网络。它具有普通对象设备化、自治终端互联化和普适服务智能化3个重要特征。

随着物联网的广泛应用，比如智能家居，智能电网，以及防入侵等，其五项网络的使用也越来越频繁。现在的物联网使用的无线网络协议一般符合IEEE802.15.4的国际标准，比较流行的网络协议有大众所熟知的ZigBee等等。论文网

无线网络协议包括应用层，网络层和MAC层，其中MAC层是直接与硬件相连，是硬件层与网络层之间的通讯的通道，占有很重要的地位。也正是由于使用的广泛性，无线网络的使用场景也有着多样化。不同的场景需求有不一样的无线网络协议，其中较大一部分的区别就体现在MAC层协议。现在的协议设计和实现的工程师按照绣球来设计和实现特有的MAC协议，往往需要从头开始设计网络协议以及实现。而设计一般要经历这样几个过程：无线网络需求分析，概要设计，详细设计，代码实现，测试。

1.2物联网的发展

1.3物联网的研究现状

1.4 本文的主要章节安排

本文主要分析了物联网MAC的常用协议，对MAC层的CSMA/CA协议进行了具体的分析研究，并且使用MATLAB进行仿真模拟，运行出结果并进行结果分析，具体的测试了CSMA/CA协议在两种网络中的不同表现。具体章节安排如下：

第一章简单介绍物联网的相关信息，概念，发展历程以及研究现状

第二章分析了物联网MAC层协议特性及问题

第三章简单介绍了MAC层的常用协议

第四章具体分析了CSMA/CA的工作原理及工作过程

第五章利用MATLAB模拟仿真CSMA/CA协议，并对结果进行了分析

2. 物联网MAC层协议特性

2.1 能量浪费的原因

当一个接收节点同时接收到多于一个的分组并且有部分冲突发生时，这些分组则被称为“有冲突的分组”。发生冲突的所有分组都将会被丢弃或重新发送，而这必将导致能量消耗的增加。尽管部分分组可以通过捕获效应进行恢复，但它需要满足许多的条件才能够实现。能量浪费的第二个原因是串扰，即节点接收到发给其他节点的分组。第三个能量浪费的原因是控制分组的费用。我们将尽量满足使最小数量的控制分组用于数据的发送。能量浪费的另一个主要的来源是空闲监听，即监听一个空闲的信道以接收可能的信息量。能量浪费的最后一个原因是当目的节点未准备就绪时，信息的发送已经开始而引起的。通过上述的介绍，一个设计正确的MAC协议应该如何避免这些能量浪费情况的发生。文献综述