基于ZigBee的鐵路集裝箱站信息系統(tǒng)組網(wǎng)和路由協(xié)議研究.pdf

1、集裝箱運(yùn)輸作為一種快速、安全、低成本的運(yùn)輸方式，在全球貨運(yùn)中起著十分重要的作用。但是隨著集裝箱運(yùn)輸?shù)牟粩喟l(fā)展，集裝箱信息采集的自動(dòng)化、實(shí)時(shí)化卻相對(duì)滯后，信息采集的效率較低，嚴(yán)重影響了集裝箱運(yùn)輸業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。而ZigBee是一種新興的近距離、低復(fù)雜度、低功耗、低成本的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，可以嵌入各種設(shè)備中。利用ZigBee技術(shù)構(gòu)建集裝箱站點(diǎn)通信網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)集裝箱信息的自動(dòng)采集，將提高集裝箱站點(diǎn)的工作效率，為集裝箱運(yùn)輸實(shí)現(xiàn)智能化、現(xiàn)代化管理奠定基

2、礎(chǔ)。本論文針對(duì)集裝箱跟蹤、管理中存在的效率低、人力成本高、出錯(cuò)率高、實(shí)時(shí)性差等問(wèn)題，給出了基于ZigBee技術(shù)的組建網(wǎng)絡(luò)的總體設(shè)計(jì)方案，重點(diǎn)研究了網(wǎng)絡(luò)層路由算法的改進(jìn)策略。 本文首先介紹了無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)及應(yīng)用，然后介紹了基于IEEE802.15.4的ZigBee技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、ZigBee協(xié)議棧，重點(diǎn)分析了ZigBee協(xié)議網(wǎng)絡(luò)層規(guī)范。接下來(lái)，在分析和研究了ZigBee網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浜同F(xiàn)有的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議、算法的基礎(chǔ)上，提出了基

3、于ZigBee技術(shù)的鐵路集裝箱站信息系統(tǒng)的總體組網(wǎng)方案，實(shí)現(xiàn)了ZigBee網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)；并從均衡消耗整個(gè)網(wǎng)絡(luò)能量的角度，提出了對(duì)原有Cluster-Tree與AODV相結(jié)合的路由算法的改進(jìn)方案。改進(jìn)的路由算法利用門限值、基于權(quán)重的路由選擇和分群的思想，較好的解決了網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)過(guò)早死亡和網(wǎng)絡(luò)分割的問(wèn)題，達(dá)到了延長(zhǎng)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)生存期的目的。 最后，利用NS2仿真軟件，模擬集裝箱站場(chǎng)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洵h(huán)境，對(duì)原有路由協(xié)議和改進(jìn)的路由協(xié)議進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)和