基于矩形结构的ZigBee无线传感器网络的研究

发布时间：2017-03-29 14:26

  本文关键词：基于矩形结构的ZigBee无线传感器网络的研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着无线通信技术的迅速发展,无线传感器网络给人们的生活带来了很大的便利。其中,ZigBee是一种低速率、低成本和低功耗的无线通信技术,被广泛用于无线传感器网络。目前,ZigBee无线传感器网络共有三种形式的拓扑结构:星形、树簇类型和网状类型,在实际使用的过程中,这三种拓扑结构的无线传感网络都存在不同程度的问题。星形和树簇类型虽说结构简单,但是系统不够稳定;网状网络虽说稳定但是结构复杂,而且这三种无线传感器网络都不能最大限度做到对信号传输的“准确、可靠、无冗余”。针对现有ZigBee无线传感器网络存在的问题,本文提出了一种基于矩形结构的ZigBee无线传感器网络。当网络中某一个路由节点出现问题时,此种网络结构不会像星形网络的整个网络或者簇树状网络某一层网络瘫痪的现象,进而提高了网络传输数据的效率;矩形网络相对网状网络结构较简单,此网络采用定点组网的技术,每个无线数据采集节点都有相对应的坐标,在传输数据中,能够准确的判断具体位置节点的运行情况。最后结合网状网络与矩形网络的结构特点,总结出了一种适合矩形结构网络的AODVrs网络算法。同时应用CC2430模块制作出一个简易的矩形结构的无线传感器网络模型,实现并验证了矩形结构网络的优点和网络的鲁棒性。
【关键词】：ZigBee 拓扑结构 路由算法 矩形网络
【学位授予单位】：长春理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP212.9;TN92
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 绪论9-13
• 1.1 引言9
• 1.2 研究课题的背景及意义9-10
• 1.3 国内外研究现状10-11
• 1.4 本论文的主要内容11-13
• 第二章 ZigBee网络协议架构的介绍13-23
• 2.1 ZigBee技术的简介13-15
• 2.1.1 ZigBee技术的优点13-15
• 2.1.2 ZigBee技术的应用15
• 2.2 ZigBee技术的协议规范15-22
• 2.2.1 物理层17-18
• 2.2.2 MAC层18-19
• 2.2.3 网络层19-20
• 2.2.4 应用层20-22
• 2.3 本章小结22-23
• 第三章 矩形结构的无线传感器网络23-33
• 3.1 矩形结构传感器网络的节点部署和网格划分23-25
• 3.1.1 节点的部署23
• 3.1.2 矩形网络格的划分23-25
• 3.2 矩形结构的性能分析25-28
• 3.2.1 矩形结构路由协议性能分析模型25
• 3.2.2 矩形网络的路由开销25-26
• 3.2.3 与传统GROUP协议性能的比较26-28
• 3.3 改进的矩形结构网络28-32
• 3.3.1 主路由节点的转化28-29
• 3.3.2 改进型矩形结构的无线传感器网络的构建29-30
• 3.3.3 矩形结构的无线传感器网络的特点30-31
• 3.3.4 与传统网络对比的优点31-32
• 3.4 本章小结32-33
• 第四章 基于矩形结构的ZigBee路由算法的研究33-44
• 4.1 网状网络的算法33-36
• 4.1.1 按表驱动33-34
• 4.1.2 按需驱动路由算法34-36
• 4.2 ZigBee路由算法36-37
• 4.2.1 ZigBee路由算法设计目标36-37
• 4.2.2 路由成本37
• 4.2.3 ZigBee网络地址分配机制37
• 4.3 ZigBee矩形网络算法的设计37-43
• 4.3.1 ZigBee矩形网络路由算法38-42
• 4.3.2 ZigBee矩形网络路由算法的流程图42-43
• 4.4 本章小结43-44
• 第五章 矩形网络系统的设计44-62
• 5.1 系统总体设计方案44-45
• 5.2 系统的硬件设计45-48
• 5.2.1 CC2430概述45
• 5.2.2 温度采集路由的设计45-46
• 5.2.3 协调器的电路设计46-48
• 5.3 软件设计48-51
• 5.3.1 软件程序的开发48
• 5.3.2 协调器软件设计48-49
• 5.3.3 路由采集节点软件编写49-51
• 5.4 实验及测试51-61
• 5.4.1 组建一个矩形网络51-55
• 5.4.2 矩形结构的网络测试55-61
• 5.5 本章小结61-62
• 第六章 总结与展望62-63
• 6.1 本论文的工作总结62
• 6.2 进一步研究的方向62-63
• 参考文献63-65
• 作者简介及科研成果65-66
• 致谢66

  本文关键词：基于矩形结构的ZigBee无线传感器网络的研究，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：274709