4 无线传感器节点节能管理方案从以上节点各部分能量消耗和节点间传播方式的特点来看，为有效地达到节能目的，无线传感器节点的节能管理可通过动态功耗管理和减少节点工作负荷的方法来降低无线传感器节点的能耗。

　　无线传感器节点管理方式的节能措施可从以下几点来考虑：通过动态功耗管理和降低节点工作负荷来减少射频模块的工作时间，即减少节点之间的通信量;减少射频模块发射功率;减少微处理器的工作时间。要实现这几点，不仅要从硬件设计来解决还要从软件管理层来考虑。

　　无线传感器节点的管理软件包括传感器网数据采集控制、无线数据传输控制、电池状态监测、充电控制程序等部分。减少微处理器的功耗可通过微处理器的动态功耗管理来实现，而能耗最大的射频电路的收发则由无线数据传输部分软件来控制。

　　无线数据传输部分软件包括射频和基带两部分，射频部分提供数据通信的空中接口，基带部分提供链路的物理信道和数据分组。微处理器负责链路管理与控制，执行基带通信协议和相关的处理过程，包括建立链接、频率选择、链路类型支持、媒体接入控制、功率模式和安全算法等[11]。因此，在基带部分采用自组织、多跳路由、层次式、动态拓扑组织结构的网络协议，以减少通信量并均衡各节点能量，降低节点能耗，从而延长节点寿命。

　　为避免信息重叠而造成重复通信、浪费资源，自组织、多跳路由的协议采用层次式设计，使得节点间的通信时间及通信距离缩短。由于层次式设计中作为簇头节点能量消耗最大，有可能提前消耗完而使部分网络瘫痪，所以，为均衡各节点能量，路由协议要采用动态地随机选择簇头节点及路径的办法。当某一簇头节点的能量消耗过大时，传感器网络能根据簇头节点的能量消耗状况，动态地选择能量消耗少的节点，平衡节点的能量消耗，延长整个网络的生命周期。

　　网络拓扑结构能够提高网络协议的效率，有利于节省能量来延长网络寿命。采用动态拓扑结构在满足网络覆盖度和连通度的前提下，通过功率控制和骨干网节点选择，去除节点之间不必要的通信链路，进行高效的数据转发。

　　同时，在基带部分功率模式管理中，采用动态管理的方式对功率模式进行控制，减少不必要的功率输出。

　　与传统的功率控制不同，动态管理的方式使用启发式的节点唤醒和休眠机制，使节点状态在睡眠状态和活动状态之间转换。这种方式能尽量节省空闲时间的能量消耗，在性能和能耗之间取得平衡。

　　数据采集控制部分软件除控制传感器进行数据采集外，基于节能考虑，可增加数据处理部分。数据处理部分采用快速的数据融合技术在传感器节点对信息进行快速的融合和分离。由于无线传感器网络节点不必将数据以端到端的形式传送给汇聚节点，只要有效数据最终汇集到汇聚节点就达到目的了。所以，为了减少流量和能耗，传输过程中的转发节点经常将不同的入口报文融合成数目更少的出口报文转发给下一跳。经过这样的处理，整个网络内的数据冗余度降低、通信量减少，节省了存储资源和网络带宽。

　　5 结 论

　　通过对无线传感器节点的组成、各部分能量消耗和节点间传播方式的分析，提出一种无线传感器节点节能管理方案，该方案在动态选择簇头节点的自组织、多跳路由、层次式拓扑组织结构的路由协议下，采用快速的数据融合技术，并在实现硬件的低功耗设计的条件下进行动态功耗管理。

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