基于智能家居平台的无线组网关键技术研究

发布时间：2017-07-27 00:22

  本文关键词：基于智能家居平台的无线组网关键技术研究

  更多相关文章： 无线自组织网络 IEEE802.15.4 AODV 传输半径 时延 移动自组织网络 AODV-Queue 丢包

【摘要】：随着人民生活水平的提升和科技的进步,家庭智能化逐渐成为发展的必然趋势。其中,低成本、低功耗和低速率的Zigbee技术无疑是智能家居的最佳选择。然而,由于无线自组织(ad-hoc)网络得到广泛应用,而且普及率不断提高,提供的服务类别与服务面越来越广泛,同时对网络的服务质量也有越来越高的要求,如何根据实际应用改善和优化网络服务质量是本文的主要研究目的。本文主要对基于IEEE802.15.4协议的无线自组织网络的网络性能进行分析,在理论分析与实验的基础上找到改善网络性能的方案。首先,本文通过将ZigBee网络与经典的AODV路由协议结合,运用NS2仿真平台,仿真测试了基于不同传输半径下的路由发现时延以及端到端的时延,分析了传输半径对网络性能的影响,为改善和优化ZigBee网络的应用提供了建议。仿真结果表示,传输半径增大,路由发现时延会提高,而端到端的时延会降低。因此可以根据不同网络应用的需求来改变节点的传输半径,提高网络各方面的性能。此外,网络主要由路由及兼具终端等不同的移动节点组合而成,因此借助无线路构建自治的临时系统,就形成了新型的无线网络——移动自组织网络(Mobile Ad Hoc Networks,MANET)。因为多跳网络,所以移动自组织网络需要借助于中间节点的数据处理设备对数据进行暂时性保存或者转发等功能,所以路由协议是网络构建的第一重要步骤。本文将在AODV的基础上,加上对节点接口缓存队列长度的考量,设计一个带有QoS感知的路由协议,即基于队列长度改进AODV的方案——AODV-Queue协议。仿真结果表明,在极其轻便的网络负载背景下,AODV的性能也能够完全在AODV-Queue协议中表现出来;即使负载加重,在这种协议中也能够有效降低丢包率,并且具有较好的稳定性与持久性,能够确保网络性能的良好体现。
【关键词】：无线自组织网络 IEEE802.15.4 AODV 传输半径 时延 移动自组织网络 AODV-Queue 丢包
【学位授予单位】：上海师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU855;TN92
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第1章 绪论8-18
• 1.1 引言8
• 1.2 选题背景与意义8-13
• 1.2.1 智能家居的概述8-10
• 1.2.2 无线传感器网络概述10-12
• 1.2.3 IEEE 802.15.4 标准12-13
• 1.3 课题来源与研究意义13-15
• 1.4 研究现状及主要研究内容15-16
• 1.5 本章小结16-18
• 第2章 IEEE802.15.4 标准的基本问题18-28
• 2.1 引言18-19
• 2.2 网络组成及拓扑结构19-20
• 2.3 协议栈结构20-21
• 2.4 功能概述21-23
• 2.4.1 超帧结构21-22
• 2.4.2 数据传输模型22
• 2.4.3 数据可靠传输机制22-23
• 2.4.4 低功耗策略23
• 2.4.5 数据安全策略23
• 2.5 物理层规范23-25
• 2.5.1 信道分配和调制方式23-24
• 2.5.2 物理层模型24-25
• 2.6 媒体访问控制层规范25-27
• 2.6.1 MAC子层信道访问方式26
• 2.6.2 CSMA/CA机制26-27
• 2.7 本章小结27-28
• 第3章 基于AODV路由协议的Zig Bee网络性能研究与分析28-39
• 3.1 引言28-29
• 3.2 Zig Bee网络29-30
• 3.3 AODV路由30-34
• 3.3.1 路径的发现31
• 3.3.2 反向路径设置31-32
• 3.3.3 转发路径的设置32-34
• 3.4 网络性能分析34-36
• 3.4.1 传输范围对干扰的影响34
• 3.4.2 CSMA/CA模型34-35
• 3.4.3 性能分析35-36
• 3.5 实验仿真36-38
• 3.5.1 仿真环境及拓扑结构36-37
• 3.5.2 结果分析37-38
• 3.6 本章小结38-39
• 第4章 基于Queue Length的移动自组织网络路由协议设计39-47
• 4.1 引言39-40
• 4.2 系统模型（System Model）40
• 4.3 基于节点队列长度（Queue Length）的路由选择算法的设计40-41
• 4.4 改进的AODV协议在NS2中的实现41-43
• 4.5 基于Queue Length改进的AODV协议与AODV协议的仿真比较43-45
• 4.5.1 两个协议采用不同的路径43-44
• 4.5.2 比较两个协议的平均丢包率44-45
• 4.5.3 比较两个协议的平均分组时延45
• 4.6 本章小结45-47
• 第5章 总结及展望47-49
• 5.1 总结47
• 5.2 展望47-49
• 参考文献49-51
• 附录一 符号与标记51-52
• 附录二 英文缩略语表52-53
• 攻读学位期间取得的研究成果53-54
• 致谢54

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本文编号：579060