工业无线传感器网络可靠路由协议的分析-计算机系统结构专业论文.docxVIP

I I 工业无线传感器网络可靠路由协议的研究 摘 要 工业无线 技术是 一种 面向设备 间短距 离 、低速率信 息 交互 的无 线通信技 术， 是无线 传感器 网络 技 术在工 业领域 应用 的 具体化 和实例 化 应用 。工业 无线传感 器网络 利用工 业无 线 技术实 现了数 据采 集 和无线 传输一 站式 服 务的短 距离工业 监测网 络。在 工业 无 线传感 器网络 中， 由 于无线 通信技 术的 全 空间辐 射通信方 式和工业 现场的 复杂 性等因素 ， 使得 网络 通信的可 靠性无 法得 到保证 。 本文研 究如何 提高 通 信的可 靠性， 分析 了 工业无 线传感 器网 络 典型路 由协 议和主要拥塞 机制 。 通过对 路由协 议的 可 靠性和 拥塞控 制机 制 进行 研究，设计 了 一 种 基 于 关 键 节 点 备 份 的 多 路 径 路 由 协 议 (BK-MRRP)和 带 有 预 测 机 制 的 紧 急信息可 靠传输 协议 (PMUI)。BK-MRRP 协议通过 对路径 相关 度、链路 质量和 节点备 份技术 的综 合 设计， 降低网络额 外 开销并 提高数 据传 输 的可靠 性 。针对 相关度较 高的网 络，采用关键 节点备 份技 术，可以大 大提高 网 络传输的 可靠性 。 此外， 当网络 拓扑 发 生变化 时， 协议能 够 及时、 灵活的 找到 备 用路径 进行数据 传输。PMUI 协议在 RTP-UI 基 础上 改进 拥 塞控制机 制 ，将期望 队列长度 和期望 队列变 化率相结合 ， 引入优 先级控制机 制 和预测 机制， 分析 当 前队列 拥塞情况 和预测 下一个 周期 的 队列变 化趋势 。节 点 在本地 计算其 拥塞 度 ，并以 此对其工 作状态进 行划分 ，进 而 对不同 的工作 状态 采用不同 的速率 调整 策略。 最后，本文使 用 NS2 仿真工具 对提出 的协 议进行仿真。仿真结 果表明 ，两 种路由协 议具有 较好 的可靠性 和较低 的传 输延迟。 关键词 ： 工业无线传 感器网络 ；期望 队列 长度；期望队列 变化 率；路径 相关因 子；路径 关键节 点 II II Research on Reliable Routing Protocol in Industrial Wireless Sensor Networks ABSTRACT Industrial wireless technology, as instantiations of wireless sensor network technology in the industrial field application, is a newly emerging wireless communication technology for managing the short -range, low-rate information interactions among devices. Industrial wireless technology which is used for industrial wireless sensor network, aims at realizing industrial on-site data collection and wireless transmission one-stop service. As the factors, such as full-space radiation means of wireless communication, the complexity of the industrial environment and so on, makes reliability of the network communication can not be guaranteed. How to improve the reliability of communication is researched, and the typical routing protocols and the main congestion mechanisms are analyzed in industrial wireless sensor network. Through the research on the reliability of routing protocols and congestion response mechanisms, a multi-path reliable routing protocol based on backup key no