ZigBee組網(wǎng)技術(shù)研究.pdf

1、近年來，隨著我國人口老齡化趨勢的加劇，慢性病與退化性疾病患者日益增多。慢性病和退化性疾病的治療強調(diào)“治療為主，監(jiān)護為輔”。在常規(guī)的醫(yī)療治療手段之外，還需要對病人進行長期不間斷的生理參數(shù)監(jiān)控，以預(yù)防突發(fā)癥狀以及為醫(yī)生的后續(xù)治療提供診斷依據(jù)。然而傳統(tǒng)醫(yī)療監(jiān)護設(shè)備存在體型大、成本高、位置固定、接線復(fù)雜的缺點，限制了醫(yī)療監(jiān)護設(shè)備在實際治療中的應(yīng)用，并且醫(yī)療監(jiān)護的成本巨大。
　　ZigBee是一種短距離、低功耗的無線通信技術(shù)。它具有自組織、

2、動態(tài)性、大規(guī)模和與應(yīng)用相關(guān)的組網(wǎng)特點，適合用于自動檢測、自動控制和遠(yuǎn)程控制領(lǐng)域，方便嵌入于各種底層自動化設(shè)備中。因此在物聯(lián)網(wǎng)時代，它有著非常廣闊的應(yīng)用前景?；跓o線通信技術(shù)的ZigBee網(wǎng)絡(luò)也為醫(yī)療監(jiān)護領(lǐng)域帶來了新的解決方案。
　　本課題針對實時監(jiān)測常處于移動中的特殊人群如：慢性病患者、退化性疾病和高危傳染病患者等的生理參數(shù)監(jiān)測問題，對所采用的ZigBee組網(wǎng)技術(shù)進行研究和優(yōu)化，使它更適合于大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)和網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋭討B(tài)變化的組網(wǎng)環(huán)境。

3、
　　首先，本論文對比了幾種常用的短距離無線通信技術(shù)的性能和特點，針對實時監(jiān)測常處于移動中的特殊人群應(yīng)用對象，認(rèn)為ZigBee技術(shù)更適合應(yīng)用于無線生理參數(shù)監(jiān)測網(wǎng)。接下來，對IEEE802.15.4/ZigBee標(biāo)淮協(xié)議棧進行了簡單介紹，闡述了ZigBee網(wǎng)絡(luò)從組網(wǎng)到路由的技術(shù)原理。尤其對ZigBee網(wǎng)絡(luò)的三種傳統(tǒng)路由算法(Cluster-Tree，AODVjr和ZBR)進行了詳細(xì)的分析，并得出它們在大規(guī)模和網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋭討B(tài)變化的組網(wǎng)環(huán)

4、境下存在過多冗余路由控制開銷分組的結(jié)論。
　　本文進一步針對ZigBee傳統(tǒng)路由算法高控制開銷的缺陷，提出兩種改進思路。它們分別從路由請求分組的廣播轉(zhuǎn)發(fā)跳數(shù)和路由請求分組的轉(zhuǎn)發(fā)方向來實現(xiàn)對路由請求分組廣播范圍的精確控制。以減少路由控制開銷，提升網(wǎng)絡(luò)的性能。然后，針對醫(yī)院這一特定應(yīng)用環(huán)境搭建NS2應(yīng)用仿真環(huán)境，對該無線通信網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議進行仿真，仿真結(jié)果表明這種改進后的ZBR算法有效的降低了網(wǎng)絡(luò)中的路由控制開銷，達(dá)到了期望的設(shè)計要求。