本文關(guān)鍵詞：基于ZigBee無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的能量?jī)?yōu)化路由算法研究

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【摘要】：Zig Bee技術(shù)基于成熟的通信標(biāo)準(zhǔn)而產(chǎn)生,其技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域越來(lái)越廣泛,比如在智能家用電器、醫(yī)療健康、軍事偵察、環(huán)境監(jiān)測(cè)等方面都有極大的發(fā)展空間。文章分析了Zig Bee路由協(xié)議,基于Zig Bee路由的思想對(duì)其具體工作流程詳細(xì)地進(jìn)行了分析,引出了能量?jī)?yōu)化的Zig Bee路由協(xié)議思想,就是降低整個(gè)網(wǎng)絡(luò)開(kāi)銷(xiāo)和限制電池剩余能量低的傳感器節(jié)點(diǎn)的使用頻率。降低整個(gè)網(wǎng)絡(luò)開(kāi)銷(xiāo)的方法是尋找所有可能的路由中耗能最少的路徑,因此會(huì)出現(xiàn)骨干節(jié)點(diǎn)使用頻繁。而限制電池節(jié)余能量低的節(jié)點(diǎn)的使用頻率會(huì)使整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的壽命延長(zhǎng),也就是有效平衡了各個(gè)節(jié)點(diǎn)的剩余電量,從而使網(wǎng)絡(luò)分割延遲到達(dá)。能量?jī)?yōu)化改進(jìn)的方法包括兩方面:第一,限制請(qǐng)求分組的傳輸范圍,然后通過(guò)判斷當(dāng)前節(jié)點(diǎn)和目的節(jié)點(diǎn)之間的關(guān)系,判斷出路由的大概方向,再進(jìn)行一次限制請(qǐng)求分組傳輸范圍,便有效避免了轉(zhuǎn)發(fā)冗余而產(chǎn)生的浪費(fèi);第二,節(jié)點(diǎn)電池節(jié)余下能量的多少納入評(píng)判優(yōu)劣路由的范圍,控制節(jié)余能量低的節(jié)點(diǎn)的頻繁使用以達(dá)到延遲網(wǎng)絡(luò)分割的目的。最后搭建NS-2仿真平臺(tái),進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn),將未優(yōu)化的路由協(xié)議MBCR和優(yōu)化后的路由協(xié)議進(jìn)行了分析和比對(duì),結(jié)果證明:優(yōu)化后的路由協(xié)議使整個(gè)網(wǎng)絡(luò)開(kāi)銷(xiāo)下降,而且讓重要節(jié)點(diǎn)的生命存活的時(shí)間更長(zhǎng),達(dá)到了預(yù)期的目的。
【關(guān)鍵詞】：無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò) Zig Bee路由協(xié)議 路由分析 能量?jī)?yōu)化
【學(xué)位授予單位】：蘭州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TN92;TP212.9
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 第一章 緒論7-11
• 1.1 WSN概述7
• 1.2 WSN特點(diǎn)7-8
• 1.3 WSN構(gòu)成8
• 1.4 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù)8-9
• 1.5 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用9
• 1.6 論文結(jié)構(gòu)安排9-11
• 第二章 ZigBee技術(shù)的相關(guān)介紹11-16
• 2.1 ZigBee技術(shù)的相關(guān)概念11
• 2.2 ZigBee技術(shù)的主要特點(diǎn)11-12
• 2.3 ZigBee的技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域12
• 2.4 ZigBee網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)述12-14
• 2.4.1 ZigBee硬件構(gòu)成12-13
• 2.4.2 ZigBee網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分析13-14
• 2.5 基于ZigBee協(xié)議下的網(wǎng)絡(luò)層概述14
• 2.5.1 網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)服務(wù)14
• 2.5.2 網(wǎng)絡(luò)層管理服務(wù)14
• 2.6 基于ZigBee協(xié)議下的應(yīng)用層概述14-15
• 2.7 本章小結(jié)15-16
• 第三章 ZigBee路由協(xié)議分析16-26
• 3.1 ZigBee組建網(wǎng)絡(luò)16-18
• 3.2 ZigBee網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)的分配地址機(jī)制18-19
• 3.3 ZigBee路由協(xié)議簡(jiǎn)要分析19-23
• 3.3.1 ZigBee路由協(xié)議的基本思想20
• 3.3.2 按需距離矢量路由算法（AODV）20
• 3.3.3 AODVjr路由算法20-23
• 3.3.4 樹(shù)形結(jié)構(gòu)的路由算法23
• 3.4 ZigBee路由的選擇23-25
• 3.5 如何進(jìn)行路由維護(hù)25
• 3.6 本章小結(jié)25-26
• 第四章 能量?jī)?yōu)化的ZigBee路由協(xié)議思想26-32
• 4.1 WSN中路由協(xié)議消耗能量情況26-27
• 4.1.1 節(jié)點(diǎn)工作時(shí)節(jié)約能量的兩種路由選擇26
• 4.1.2 節(jié)點(diǎn)不工作時(shí)節(jié)約能量的路由選擇26-27
• 4.2 能量?jī)?yōu)化的路由性能指標(biāo)27
• 4.3 傳輸能量最少的路由思想27
• 4.4 節(jié)點(diǎn)能量消耗均衡路由的思想27-28
• 4.4.1 最小電池開(kāi)銷(xiāo)路由27-28
• 4.4.2 最小化的最大電池開(kāi)銷(xiāo)路由28
• 4.5 待機(jī)節(jié)能思想28
• 4.6 NS-2 仿真系統(tǒng)簡(jiǎn)要介紹28-31
• 4.6.1 NS-2 網(wǎng)絡(luò)仿真工具概述29
• 4.6.2 NS-2 的編程語(yǔ)言和功能29-30
• 4.6.3 NS-2 的基本原理30-31
• 4.6.4 NS-2 的仿真過(guò)程31
• 4.6.5 構(gòu)建ZigBee網(wǎng)絡(luò)的NS-2 仿真平臺(tái)31
• 4.7 本章小結(jié)31-32
• 第五章 優(yōu)化能量的ZigBee路由算法的實(shí)現(xiàn)32-38
• 5.1 限制RREQ廣播范圍32-33
• 5.1.1 實(shí)現(xiàn)方法32-33
• 5.2 判斷該RN+節(jié)點(diǎn)與目的節(jié)點(diǎn)的關(guān)系33-34
• 5.2.1 判斷節(jié)點(diǎn)關(guān)系33
• 5.2.2 實(shí)現(xiàn)方法33-34
• 5.3 均衡節(jié)點(diǎn)耗能的優(yōu)化路由方法34-35
• 5.4 NS-2 仿真場(chǎng)景設(shè)定及結(jié)果分析35-37
• 5.5 本章小結(jié)37-38
• 結(jié)論38-39
• 參考文獻(xiàn)39-42
• 在學(xué)期間研究成果42-43
• 致謝43

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本文編號(hào)：840919