鏈狀無線傳感網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議研究.pdf

1、21世紀(jì)以來，無線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)得到了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，在國(guó)際范圍引起了高度重視，并得到了非常廣泛的應(yīng)用。無線傳感網(wǎng)絡(luò)是由一定數(shù)量的無線傳感網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)自發(fā)組織而形成的完成特定功能的網(wǎng)絡(luò)，具有布置簡(jiǎn)單、易于維護(hù)、成本低等很多優(yōu)點(diǎn)。如今，人類對(duì)賴以生存的環(huán)境提出了越來越高的關(guān)注，而將無線傳感網(wǎng)絡(luò)用于流域環(huán)境監(jiān)測(cè)，無疑是最佳的選擇。路由協(xié)議是無線傳感網(wǎng)絡(luò)中的一大關(guān)鍵技術(shù)，路由協(xié)議的實(shí)現(xiàn)方式影響著整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行效率，并決定了網(wǎng)絡(luò)中各個(gè)節(jié)點(diǎn)的功耗。流域

2、監(jiān)控系統(tǒng)所關(guān)心的數(shù)據(jù)來源基本呈現(xiàn)鏈狀分布，且每跳距離較遠(yuǎn)，使得路由過程中的帶寬使用率和能耗問題更為突出。而傳統(tǒng)的無線傳感網(wǎng)絡(luò)路由算法在路由過程中交互的數(shù)據(jù)比較多，應(yīng)用在拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)確定的稀疏鏈狀網(wǎng)絡(luò)中會(huì)影響整個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的通訊效率，并造成不必要的能量消耗。
　　本文針對(duì)這一問題，通過分析用于流域環(huán)境監(jiān)測(cè)的鏈狀網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)，提出了以協(xié)調(diào)器為中心，分側(cè)管理的設(shè)計(jì)理念。并以此設(shè)計(jì)理念為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)了一套高度精簡(jiǎn)的適用于鏈狀環(huán)境監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)的路由協(xié)議，其

3、中包括地址的分發(fā)、網(wǎng)絡(luò)的建立和加入以及數(shù)據(jù)包的路由轉(zhuǎn)發(fā)等三大功能模塊。該路由協(xié)議通過有序的地址分配規(guī)律和高效的靜態(tài)路由算法對(duì)網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)包進(jìn)行路由轉(zhuǎn)發(fā)，減少了路由過程的開銷，提高了帶寬的利用率。本文在CC2530硬件系統(tǒng)上，采用基于IEEE802.15.4規(guī)范的MAC層平臺(tái)設(shè)計(jì)了一套精簡(jiǎn)的協(xié)議棧，對(duì)上述路由協(xié)議進(jìn)行了實(shí)現(xiàn)。實(shí)測(cè)結(jié)果表明，硬件系統(tǒng)性能良好，能夠滿足單跳數(shù)公里距離情況下的可靠通訊。測(cè)試過程中，該精簡(jiǎn)協(xié)議棧運(yùn)行流暢，性能穩(wěn)定，