ZigBee路由算法的研究与改进-通信与信息系统专业论文.docxVIP

万方数据 万方数据 独 创 性 声 明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作 及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方 外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为 获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与 我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的 说明并表示谢意。 签名： 日期： 年 月 日 关于论文使用授权的说明 本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文 的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘， 允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可以将学位论文的全 部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描 等复制手段保存、汇编学位论文。 （必威体育官网网址的学位论文在解密后应遵守此规定） 签名： 导师签名： 日期： 年 月 日 万方数据 万方数据 摘要 摘 要 无线传感器网络是由随机分布在某一区域的大量同构的传感器节点通过自组 织多跳的方式组成的以数据采集和终端控制为主要目的的网络，由 ZigBee 技术组 建的网络是一种典型的无线传感器网络。ZigBee 技术主要针对无线传感器网络中 的低速率、低成本、低功耗的应用场景。ZigBee 节点通常采用电池供电，ZigBee 网络的生命周期严重依赖于节点电池能量的利用率，因此如何减少 ZigBee 网络各 层的能量消耗是一个重要的研究课题。 本文首先介绍了无线传感器网络和 ZigBee 技术，然后在分析 ZigBee 各层协 议的基础上重点研究了 ZigBee 协议的地址分配算法和路由算法，并进行了以下三 方面的改进： 1、 为了缓解 ZigBee 网络中存在的热区问题和均衡网络能量，通过改进 ZigBee 网络的地址分配方式，对 ZigBee 拓扑结构进行了控制和优化； 2、 为了减少 AODVjr 路由算法中的路由开销，根据 ZigBee 网络的层次化结 构，提出了一种按节点深度自适应调整路由请求和路由过程的改进算法， 限制了 RREQ 的转发范围，最终减少了路由开销； 3、 为了降低网状网络中事件信息的时延，在按深度降低 RREQ 的基础上引 入代理节点，在保证低路由开销的同时，降低了事件信息的延迟。 仿真结果表明，控制和优化的拓扑结构有效的缓解了热区问题，均衡了网络 能量，延长了网络生命周期，基于节点深度的 ZigBee 路由改进算法，相对于原始 路由算法和其它改进算法更进一步减少了路由开销，提高了网络性能，针对实时 性要求高的事件信息的改进算法，不仅减少了路由开销而且缩短了信息到达的时 间，保证了服务质量。 关键词：ZigBee，拓扑优化，路由开销 I ABSTRACT ABSTRACT Wireless sensor networks (WSN) is a kind of self-organizing multi-hop network that is composed of many randomly distributed isomorphic sensor nodes with the primary purpose of data gathering and terminal controlling. The network formed by the ZigBee technology is a typical wireless sensor networks. ZigBee technology aims for wireless sensor networks with low rate, low-cost, low-power scenarios. ZigBee nodes are usually battery-powered, the life cycle of the ZigBee network is heavily dependent on the utilization of the node battery energy. Therefore how to reduce the energy consumption of each network layer of is an important research topic. This thesis first introduces the wireless sensor network and ZigBee technology, and then proposes the following three improvements based on the analysis of each the ZigBee network layer