基于ZigBee协议的无线传感器网络实时路由研究

发布时间：2017-08-02 09:17

  本文关键词：基于ZigBee协议的无线传感器网络实时路由研究

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【摘要】：Zig Bee是当前在世界范围内比较流行的无线个人局域网络协议标准,低功耗、高性价比、灵活性等特性决定其具有很好的应用价值,广泛应用于智能家庭、工业控制和环境检测等,并且针对更多应用环境和应用需求的Zig Bee协议的研究不断增多。随着对无线传感器网络的实时性要求越来越高,研究者们致力于发现具有低时延且性能稳定的Zig Bee无线传感器网络协议。在这种研究背景下,本文对现有Zig Bee路由算法提出一些改进。(1)基于邻居表的Cluster-Tree寻址算法(NT-CTA)根据Zig Bee已有的网络地址和邻居表规范,首先对Cluster-Tree算法进行改进,提出基于邻居表的Cluster-Tree寻址算法,该算法以邻居表作为下一跳节点候选集,Cluster-Tree算法的路由规则作为计算当前节点到目的节点剩余路由开销的计算标准,选取具有最小剩余路由开销的邻居节点作为下一跳节点;路由开销的重要标准是剩余跳数,提出节点的祖先节点寻址算法以快速的找到目的节点与任一节点的最小公共子树的根节点,从而简化剩余跳数求解过程。仿真结果表明,基于邻居表的Cluster-Tree寻址算法的平均跳数、平均时延和能耗均优于原算法,算法展现良好的实时性。(2)基于NT-CTA算法的实时性的Zig Bee路由策略(Zig Bee-RTMRS)根据提出的NT-CTA算法,融合NT-CTA算法和AODVjr算法的优点,对Cluster-Tree+AODVjr算法的路由过程进行优化,提出一种基于NT-CTA算法的实时性Zig Bee路由策略。根据Zig Bee-RTMRS的路由规则,节点在选择路由路径时首先检查路由表,当节点路由表中存在到目的节点的有效路由表项时,直接根据路由表项转发数据包;而没有有效路由表项的情况下,Zig Bee-RTMRS的路由发现过程避免AODVjr的广播路由发现方式,取而代之用NT-CTA算法找出到目的节点的低路由消耗路径,并存储至路由表。仿真结果表明,Zig Bee-RTMRS初始时延较低,尤其在多节点网络,由于避免了广播形式路由发现的一系列问题,Zig Bee-RTMRS的实时性能明显优于Cluster-Tree+AODVjr算法。
【关键词】：无线传感器网络 ZigBee协议 实时性路由算法 邻居表 混合路由策略
【学位授予单位】：中国矿业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN929.5;TP212.9
【目录】：

• 致谢4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-15
• 1 绪论15-20
• 1.1 研究背景和意义15-16
• 1.2 国内外研究现状16-17
• 1.3 研究的内容17-18
• 1.4 论文组织结构18-20
• 2 ZigBee无线传感器网络路由协议的研究20-27
• 2.1 无线传感器网络路由协议概述20-21
• 2.2 ZigBee协议概述21-22
• 2.3 ZigBee路由算法22-25
• 2.4 路由延迟分析25-26
• 2.5 本章小结26-27
• 3 基于邻居表的Cluster-Tree寻址算法27-46
• 3.1 算法基础27-31
• 3.2 NT-CTA算法31-41
• 3.3 仿真与结果分析41-45
• 3.4 本章小结45-46
• 4 基于NT-CTA算法的实时性ZigBee路由策略46-62
• 4.1 ZigBee路由算法分析46-49
• 4.2 ZigBee-RTMRS49-55
• 4.3 仿真与结果分析55-61
• 4.4 本章小结61-62
• 5 总结与展望62-64
• 5.1 总结62-63
• 5.2 展望63-64
• 参考文献64-70
• 作者简历70-72
• 学位论文数据集72

【参考文献】

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1 李燕君;王智;孙优贤;;传感器网络基于两跳邻居信息的实时路由设计[J];软件学报;2009年07期

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本文编号：608554