基于能量?jī)?yōu)化的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)RPL協(xié)議研究與改進(jìn).pdf

1、隨著人們生活質(zhì)量的不斷提高和傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的進(jìn)步，具有網(wǎng)絡(luò)傳輸功能的智能物件不斷融入人們的生活，成為生活必需品。智能物件大多采用無源供電，因此，智能物件數(shù)量的增加給無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的能耗管理帶來了挑戰(zhàn)。本文從能量?jī)?yōu)化的角度出發(fā)，對(duì)低功耗有損網(wǎng)絡(luò)工程小組（Routing over Low-power and Lossy Network）提出的RPL路由協(xié)議進(jìn)行性能優(yōu)化和機(jī)制改進(jìn)。仿真數(shù)據(jù)結(jié)果和性能分析表明，改進(jìn)后的協(xié)議在網(wǎng)絡(luò)整體能量消耗和網(wǎng)

2、絡(luò)能耗負(fù)載均衡方面有較大的性能提升，網(wǎng)絡(luò)整體的生存時(shí)間得到延長(zhǎng)。因此，本課題的研究具有實(shí)際意義。
　　本文對(duì) RPL路由協(xié)議在協(xié)議通信模式，報(bào)文屬性結(jié)構(gòu)，路由修復(fù)機(jī)制等方面進(jìn)行了深入的研究，并對(duì)協(xié)議進(jìn)行了性能測(cè)試與分析。通過分析協(xié)議在能量消耗和能耗負(fù)載均衡方面的不足，結(jié)合層次型異構(gòu)簇網(wǎng)絡(luò)協(xié)議特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)，提出了從網(wǎng)絡(luò)初始化分簇、路由構(gòu)建、路由修復(fù)等各個(gè)環(huán)節(jié)的整體解決方案，并對(duì)最終解決方案進(jìn)行了仿真與性能測(cè)試。為此，本文提出了旨在使網(wǎng)

3、絡(luò)能量消耗相對(duì)均衡的RPL路由協(xié)議成簇算法和基于最優(yōu)方向角的環(huán)域通信路由拓?fù)淇刂颇Ｐ?。成簇算法通過網(wǎng)絡(luò)模型的假設(shè)，計(jì)算出網(wǎng)絡(luò)最優(yōu)簇頭數(shù)，結(jié)合成簇概率模型，通過節(jié)點(diǎn)競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制選出網(wǎng)絡(luò)中的簇頭節(jié)點(diǎn)來完成分簇。環(huán)域通信路由拓?fù)淇刂颇Ｐ蛯⒕W(wǎng)絡(luò)劃分為面積相等的同心環(huán)域，進(jìn)而確定網(wǎng)絡(luò)的環(huán)域等級(jí)，為網(wǎng)絡(luò)中的主干網(wǎng)路由提供理論基礎(chǔ)，節(jié)點(diǎn)通過不同的環(huán)域等級(jí)和最優(yōu)方向角來選擇最佳的網(wǎng)絡(luò)路由。根據(jù)以上提出的理論基礎(chǔ)，本文設(shè)計(jì)了協(xié)議改進(jìn)后的報(bào)文結(jié)構(gòu)，并通過偽代碼