提出的动态电压调度策略的主要原理是基于负载状态动态调节供电电压来减小系统功耗,并被应用到PDA之类的个人移动设备上.这启发我们将其应用到传感器网络中,提出了如图4所示的功率控制原理图.节点上的嵌入式操作系统负责调度来自不同任务队列的请求接受服务,并实时监测处理器的利用率和任务队列的长度,负载观测器依据这两个参数的序列值计算负载的标称值w控制工程网版权所有,直流/直流变换器参照该值输出幅值为A的电压,支持处理器的正常工作.这构成了一个典型的闭环反馈系统.控制理论中成熟的方法可以为该系统中各个模块的设计提供有力的支持.

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　　Fig.4 DVS power control principle
　　图4 DVS功率控制原理图

　　3.3.2 共性技术
　　在大多数传感器网络的应用中,诸如目标定位和时间同步等一些共性技术的支持是必不可少的,在军事应用中它们显得更为重要,因此,吸引了不少研究者的注意.
　　(1) 时钟同步
　　传感器网络中的通信协议和应用控制工程网版权所有,比如基于TDMA的MAC协议和敏感时间的监测任务等,要求节点间的时钟必须保持同步.在文献[28]中,J. Elson和D. Estrin给出了一种简单实用的同步策略.其基本思想是,节点以自己的时钟记录事件,随后用第三方广播的基准时间加以校正,精度依赖于对这段间隔时间的测量.这种同步机制应用在确定来自不同节点的监测事件的先后关系时有足够的精度.设计高精度的时钟同步机制是传感网络设计和应用中的一个技术难点.我们认为,考虑精简NTP(network time protocol)协议的实现复杂度,将其移植到传感器网络中来应该是一个有价值的研究课题.
　　(2) 定位机制与算法
　　定位是大多数应用,特别是军事应用的基础.传感器网络中的定位机制与算法包括两部分:节点自身定位和外部目标定位,前者是后者的基础[29].在节点自身定位方面,DARPA支持的一些有军事应用背景的项目,如DSN(dynamic sensor network)[30]和SCADDS(scalable coordination architecture for deeply distributed and dynamic system)[31]等,大多采用GPS(global positioning system)技术.对于一些定位精度要求不高的项目,则应用了LPS(local positioning system)[32].由于GPS不适合中国的军事国情,我们设想了一种依赖于自己技术实现传感器网络中节点定位的机制,如图5所示.在“北斗一号”双星定位系统的支持下,传感器网络中的某些节点就可以找到自己的精确位置,然后参照此基准,利用局部定位算法,其他节点也可以正确定位.此外,在这种模式下控制工程网版权所有,“北斗一号”的上行数据通路恰好可以作为传感器网络的sink链路,将数据回传给控制中心,省去了用飞行器等其他手段收集数据的麻烦.确定了节点的基准位置,利用传统的定位机制和算法,如接收信号的强弱、角度和时间等,以及典型的三角形算法,就可以定位外部目标,这是相对成熟的技术.

　　Fig.5 Principle diagram of position system using sensor nodes
　　图5 传感器节点定位系统原理图

　　4 结 论
　　普遍网络化孕育的传感器网络是一种新的信息获取和处理技术.在特殊领域,它有着传统技术不可比拟的优势,同时也必将开辟出不少新颖而有价值的商业应用.在本文中,我们归纳和总结了已有的研究,着重讨论了路由和介质访问控制等与网络密切相关的技术问题,并对一些可能的研究方向进行了简要的阐述,期望能借此推动国内对这一新兴的网络技术的关注与研究.
　　References:
　　[1] Warneke B控制工程网版权所有, Last M, Liebowitz B控制工程网版权所有, Pister KSJ. Smart dust: Communicating with a cubic-millimeter computer. IEEE Computer Magazine, 2001,34(1):44~51.
　　[2] Estrin D, Govindan R, Heidemann J控制工程网版权所有, Kumar S. Next century challenges: Scalable coordinate in sensor network. In: Proceedings of the 5th ACM/IEEE International Conference on Mobile Computing and Networking. Seattle: IEEE Computer Society, 1999, 263~270.
　　[3] Saltzer J控制工程网版权所有, Reed D, Cl