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无线传感网在众多领域得到了广泛应用。传统基于Zigbee的无线传感网速率有限,在需要大数据传输的多节点自组网应用中,基于低功耗WiFi的无线传感网技术备受关注。论文针对网络规模大、节点密度高、多节点数据并发传输的野外数据采集应用,研究并解决构建基于WiFi的低功耗无线传感网面临的关键问题。基于WiFi信道接入的 CSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access with Collision)机制中的隐藏终端会引起严重的竞争冲突,造成网络效率的急剧下降。论文研究一种低冲突低功耗的MAC(Multiple Access Control Protocol)冲突避免机制。1、设计了一种基于节点位置信息的WiFi自组网分时分簇算法。基于分时分簇策略将互为隐藏终端的节点分到不同的簇内,分时调度这些簇,降低隐藏终端造成的竞争冲突,同时在节点轮询时隙的过程中引入睡眠机制,降低网络的功耗。仿真结果表明:该算法相比于传统的CSMA/CA机制,能够将节点发包成功率提高40%左右,功耗降低50%左右。2、为研制低功耗WiFi自组网节点原型,在FPGA上实现了 MAC层的分布式协调功能。系统主要分为发送引擎、接收引擎和控制状态机三部分。发送引擎根据状态机的指示命令将报文发送出去,接收引擎将从下层收回来的报文解封,并向状态机汇报其所带信息,状态机根据指示信号改变节点状态。3、基于zedboard平台搭建了节点MAC协议测试系统,分为上位机和下位机两部分。上位机通过网络接收并显示MAC层发送和接收的数据。下位机的核心处理模块是由802.11b的物理层协议、本文实现的CSMA/CA机制的MAC协议以及IP层协议形成无线传感网络协议,它对上位机发送来的数据进行处理,处理后将确认报文返回给上位机。