【摘要】：ZigBee技術(shù)是一種具有低成本、低功耗和低復(fù)雜度等優(yōu)點的新型短距離無線通信技術(shù),目前被廣泛應(yīng)用在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中。隨著ZigBee協(xié)議的不斷完善,基于ZigBee技術(shù)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)將在智能家居、工業(yè)控制、智能醫(yī)療、軍事、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以及無線定位等多個領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。由于ZigBee網(wǎng)絡(luò)分布式地址分配機(jī)制的不足導(dǎo)致孤立節(jié)點多、地址分配成功率低等問題,因此設(shè)計一種高可靠性、高性能的地址分配算法對提高ZigBee網(wǎng)絡(luò)的性能具有重要意義。目前,改進(jìn)的ZigBee網(wǎng)絡(luò)地址分配算法可分為四大類,分別是基于借地址的ZigBee網(wǎng)絡(luò)地址分配算法、基于集中式的ZigBee網(wǎng)絡(luò)地址分配算法、基于網(wǎng)絡(luò)重組的ZigBee網(wǎng)絡(luò)地址分配算法和基于節(jié)點優(yōu)先級的ZigBee網(wǎng)絡(luò)地址分配算法。針對現(xiàn)有ZigBee網(wǎng)絡(luò)地址分配算法存在深度折回、孤立節(jié)點、地址分配成功率低以及平均通信開銷大等問題,本文提出基于拓?fù)鋬?yōu)化的ZigBee網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建算法和基于深度模型的ZigBee網(wǎng)絡(luò)借地址分配算法。針對ZigBee網(wǎng)絡(luò)分布式地址分配算法及現(xiàn)有ZigBee網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建算法的不足導(dǎo)致深度折回、孤立節(jié)點等問題,提出一種基于拓?fù)鋬?yōu)化的ZigBee網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建算法。該算法在ZigBee網(wǎng)絡(luò)組建過程中,通過節(jié)點間信息交互獲取一跳鄰居節(jié)點的接收信號強(qiáng)度、信號鏈路質(zhì)量等信息,借助一跳鄰居節(jié)點信息,使?jié)撛诟腹?jié)點在其一跳范圍內(nèi)的未入網(wǎng)節(jié)點中選擇與其父節(jié)點公共的未入網(wǎng)節(jié)點優(yōu)先入網(wǎng)以優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),改善深度折回問題和減少孤立節(jié)點數(shù)。仿真結(jié)果表明,該算法在減少深度折回的基礎(chǔ)上,有效的減少孤立節(jié)點數(shù)和提高地址分配成功率,在中大規(guī)模ZigBee網(wǎng)絡(luò)的情況下具有明顯優(yōu)勢。針對ZigBee網(wǎng)絡(luò)分布式地址分配算法及現(xiàn)有借地址分配算法的不足導(dǎo)致孤立節(jié)點多、地址空間不均衡的問題,在維護(hù)原有的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,提出一種基于深度模型的ZigBee網(wǎng)絡(luò)借地址分配算法。當(dāng)DAAM算法定義的地址空間小于16位網(wǎng)絡(luò)地址空間一半時,該算法將DAAM算法未使用的16位網(wǎng)絡(luò)地址空間分配給所有的路由節(jié)點,使得每個路由節(jié)點都可為孤立節(jié)點分配地址,有效的減少了孤立節(jié)點,并維護(hù)原有的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。同時,提出適用于該借地址分配算法的樹路由算法。理論分析表明,該借地址分配算法與DAAM算法具有相同的時間復(fù)雜度和存儲復(fù)雜度。同時,基于該借地址分配算法的樹路由算法與ZigBee網(wǎng)絡(luò)樹路由算法的最大路由跳數(shù)均為網(wǎng)絡(luò)最大深度的2倍。仿真結(jié)果表明,該借地址分配算法在維護(hù)原有的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上有效的減少孤立節(jié)點數(shù),同時提高了地址分配成功率、減少了地址分配平均通信開銷和地址分配平均耗時,在中小規(guī)模ZigBee網(wǎng)絡(luò)的情況下具有明顯優(yōu)勢。
【學(xué)位授予單位】：沈陽建筑大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TP212.9;TN92

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 黃曉;羅樹浩;陳永燦;;ZigBee動態(tài)地址分配算法及實現(xiàn)[J];計算機(jī)應(yīng)用;2014年S2期

2 任智;索建偉;劉硯;雷宏江;;高效低時延的LR-WPANMesh地址分配算法[J];計算機(jī)應(yīng)用;2014年01期

3 吳許俊;王永利;;基于兩跳鄰居的ZigBee網(wǎng)絡(luò)借地址分配算法[J];科學(xué)技術(shù)與工程;2013年28期

4 YAO Yu-kun;WANG Guan;REN Zhi;LI Peng-xiang;CHEN Yong-chao;;Efficient distributed address assignment algorithm based on topology maintenance in ZigBee networks[J];The Journal of China Universities of Posts and Telecommunications;2013年03期

5 胡永利;孫艷豐;尹寶才;;物聯(lián)網(wǎng)信息感知與交互技術(shù)[J];計算機(jī)學(xué)報;2012年06期

6 任智;李鵬翔;姚玉坤;黃勇;;基于分段的ZigBee網(wǎng)絡(luò)按需可擴(kuò)展地址分配算法[J];通信學(xué)報;2012年05期

7 姚玉坤;李鵬翔;任智;顧緣;;適用于ZigBee網(wǎng)絡(luò)的借地址分配算法[J];計算機(jī)應(yīng)用;2011年08期

8 賀玲玲;;ZigBee傳感網(wǎng)絡(luò)Cluster-Tree改進(jìn)路由算法研究[J];傳感技術(shù)學(xué)報;2010年09期

9 夏少波;許娥;;無線傳感器網(wǎng)絡(luò)WSN探究[J];通信技術(shù);2010年08期

10 王勝平;胥布工;;ZigBee網(wǎng)絡(luò)路由發(fā)現(xiàn)廣播策略[J];計算機(jī)工程;2010年11期

本文編號：2743062