無線傳感器網絡中長鏈式路由協議的設計與實現.pdf

1、近些年來，隨著無線通信技術、集成電路技術、傳感器技術和嵌入式技術的不斷發(fā)展，一項具有巨大潛力和廣闊應用前景的新技術——無線傳感器網絡(WirelessSensorNetwork，WSN)技術逐步進入了國內外專家學者的視野。無線傳感器網絡是由數量龐大的微型無線傳感器節(jié)點自由的分布在被監(jiān)測區(qū)域內，根據既定的通信協議采用無線的方式組成的監(jiān)控網絡。WSN具有非常鮮明的特點，如:低功耗、低成本、分布式和自組織，在環(huán)境監(jiān)測、智能家居、工業(yè)控制和軍事

2、等領域都得到了廣泛的應用。路由協議作為WSN中的核心技術之一，已經成為專家和學者的重要研究課題。
　　路由協議的種類繁多，但是大多數的路由協議都不能在實際應用中展現出優(yōu)良的性能。鑒于無線傳感器網絡技術在生產和生活中的廣泛應用，本文提出一種長鏈式的路由協議，旨在解決當無線傳感器網絡的網絡拓撲結構為長鏈式的情況。
　　本文的主要內容是設計并實現一種長鏈式的路由協議。在無線傳感器網絡中，傳感器節(jié)點的資源極其有限且多數用電池供應能量

3、，如何實現整個系統的低功耗、增強鏈路的魯棒性和實現數據的遠距離傳輸將是本文重點解決的問題。本文首先介紹無線傳感器網絡中網絡拓撲結構的分類和特點，詳細介紹了無線傳感器網絡中路由協議的特點和分類。然后提出了本文的長鏈式路由協議，重點闡述了本協議的網絡工作原理。之后為了搭建硬件的實驗平臺進行了微處理器和無線射頻芯片等主要元器件選型和電路接口設計，并且完成了硬件電路設計和PCB電路板的制作和測試。然后重點介紹了本文提出的長鏈式路由協議實現的WS

4、N系統，完成了數據匯聚終端、通信節(jié)點和數據采集節(jié)點三大平臺的編程設計，并且分析了系統在運行過程中可能出現的異常情況。為了方便測試，本文同時介紹了上位機監(jiān)控軟件的開發(fā)，該監(jiān)控軟件完成了環(huán)境數據曲線的顯示、環(huán)境數據的保存等功能。最后總結了本文所做的研究工作，指出了本協議存在的問題和缺陷，指出了該協議需要優(yōu)化的方向。
　　本文利用WSN的技術，設計了一種長鏈式的路由協議，經測試，本系統可長時間穩(wěn)定運行，網絡具有較強的鏈路自愈性和魯棒性。