王钰　杨俊清　马新华

【摘 要】随着物联网技术的发展，无线传感器网络的应用越来越广泛，它由传感器节点组成，相互协作，采集、发送数据。而MAC层协议主要是优化网络吞吐量，实现高效的通信机制。本文主要研究对MAC层协议的优化设计。

【关键词】协议；无线传感器网络；优化设计

Research and design of MAC layer protocol optimization for Wireless Sensor Networks

WANG Yu YANG Jun-qing MA Xin-hua

（Xian Aeronautical University， Xian Shaanxi 710077，China）

【Abstract】With the development of Internet of things，the application of wireless sensor networks is more and more widely.It consists of sensor nodes， mutual cooperation， collection， and transmission of data.The MAC layer protocol is mainly to optimize the network throughput and achieve efficient communication mechanism. In this paper，the optimal design of MAC layer protocol is studied.

【Key words】Protocol；Wireless sensor network；Optimization design

1 无线传感器研究现状

国外方面，美国最先入手无线传感器网络方面的研究，尤其是其军方投入大量人力物力、与高校合作，对其进行相关的研究工作。随后，欧美一些发达国家，包括亚洲地区的韩国、日本，也都开展了对无线传感器网络相关的研究工作。

国内来说，随着国际研究方向，也逐步开展了对无线传感器网络的研究。尤其是在物联网技术飞速发展的今天，无线传感器网络作为物联网技术的关键，首次被放到了国家发展战略的高度。

2 MAC层协议简介

无线传感器网络协议栈包括物理层、介质访问控制层MAC、网络层。而MAC层，是协议栈的底层架构，由它来分配相应的信道资源，决定无线通信信道的使用方式。MAC层协议的分类也有很多种。通常衡量MAC协议的指标为业务量、吞吐量和平均传输延迟。

3 MAC协议现状

目前很多MAC层协议存在同步过程杂乱、能耗大等缺陷。而如何解决存在的这些问题，就需要对MAC层协议进行优化设计。比如基于竞争的MAC协议存在发数据延迟的现象；基于调度算法的MAC协议又有同步时间开销太大、可扩展性差的缺陷。

4 优化策略

本文提出的A（awaken）-MAC协议，通过自身调整传感器每一个节点的占空比，让节点在不同流量下使用不同的占空比工作，这样就能根据流量决定时间，从而降低能耗，而能耗恰恰是MAC协议首先要考虑的因素。……