摘    要：为了实现无线传感器网络( wsn)中能量的高效利用从而延长网络寿命，结合已有的研究+讨论了无线传感器网络中引起能量浪费的主要原因，总结并详细阐述了现有的用于无线传感器网络中的几种主要节能策略，如休眠机制、数据融合机制以及冲突避免机制等。对这些策略的分析表明使用节能机制可以有效地降低能耗：最后针对当前节能方法面临和需要解决的关键问题，提出了对节能策略研究趋势的几点设想。

关键词：无线传感器网络；节能技术；网络协议

中图分类号：tp 27    文献标识码a

1引  言   

  微电子技术、计算机技术和无线通信等技术的进步，推动了低功耗多功能传感器的快速发展，使其在微小体积内能够集成信息采集、数据处理和线通信等多种功能。wsn由大量的廉价微型传感器节点组成，通过无线通信方式形成一个多跳的自组织网络系统，目的是协作地感知、采集和处理网络覆盖区域中感知对象的信息，发送给观察者。wsn中包括汇聚点(sink)和普通传感器节点。sink点作为中心处理节点，数目较少，具有较强的处理、存储和通信能力，能量能够得到补充。而普通传感器节点数目庞大，采用不可更换的干电池供电，能源一般情况下很难替代。

    因此，如何延长网络的生命周期成为无线传感器网络的核心问题。

   本文给出wsn中的能耗分布，分析网络中能量浪费的主要原因，介绍各种节能机制，最后总结全文总结并给出芾能策略可能的研究方向。

   传感器节点主要由计算模块、通信模块、传感器模块和电源模块4个模块组成，如图1所示。

 

   

  其中，传感器模块负责监测区域内信息的采集和数据转换；处理器模块负责控制整个传感器节点的操作，存储和处理本身采集的数据以及其他节点发来的数据；无线通信模块负责与其他传感器节点进行无线通信，交换控制消息和收发采集数据；电源模块为传感器节点提供运行所需的能量。

  上述4个模块中，传感器节点的耗能模块包括传感器模块、处理模块和无线通信模块。随着集成电路工艺的进步，处理器和传感器模块的能耗越来
越低，能量大部分消耗在无线通信模块上。dehorah estrin在mohicom 2002会议上的特邀报告中所述传感器节点各部分的能耗情况，如图2所示。

    从图中可以看出，节点的绝大部分能量消耗在无线通信模块。节点传输信息的能耗远远大于执行计算时的能耗，传输l hit信息到100 m远的距离所需的能量可供执行3 000条指令。
    无线通信模块通常包括4种状态：发送、接收、空闲和睡眠。无线通信模块在空闲状态一直监听无线信道的使用情况，检查是否有数据发送给自己，而在睡眠状态则关闭通信模块。从图2可以看出，无线通信模块在发送状态的能耗****，在空闲状态和接收状态的能耗接近，略少于发送状态的能耗，在睡眠状态的能量最少。在网络通信时，可以使用睡眠机制和唤醒机制，当节点周围没有其感兴趣的事仵时，利用睡眠机制使节点进入睡眠状态，需要通信时再用唤醒机制对其进行唤醒，这样可以节约大量能量。
3 wsn中能源浪费的主要原因分析
    wsn中引起能源浪费的主要原因如下：
    1)冲突( collision)多个节点同时向一个节点发送数据包，造成信号间的相互干扰，使得接收方无法完成数据的准确接收，造成能量浪费。利用rts/cts（request to send/clear to send，请求发送／允许发送）握手机制可以解决冲突问题，但是会带来额外的协议开销。
    2)串听( overhearing)  当用共享信道通信时，节点会收到不是发给自己的数据包，造成串听。
    3)控制信息开销（control packet overhead）mac( media access control，介质接人控制)层为了传输数据需要在节点之间交换控制信息，这些信息对用户来说是无用的。