基于WSN輕量級IP協(xié)議棧的路由算法的設(shè)計與實現(xiàn).pdf

1、隨著當(dāng)今世界的科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WSN)不斷改變著人類認識世界的方式，其應(yīng)用相當(dāng)廣泛，可以用于災(zāi)害預(yù)警、醫(yī)療健康系統(tǒng)、城市道路交通監(jiān)管、軍事等諸多領(lǐng)域。WSN的關(guān)鍵技術(shù)之一是網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議的設(shè)計，其中，較為重要的一個就是路由協(xié)議的設(shè)計。由于WSN的節(jié)點是資源受限的，其首要任務(wù)則是降低節(jié)點的資源消耗，特別是能量的損耗，最大程度的增加網(wǎng)絡(luò)整體生存時間。
　　本論文首先總結(jié)了WSN的節(jié)點模塊、網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、協(xié)議棧結(jié)構(gòu)、當(dāng)前研

2、究的熱點、網(wǎng)絡(luò)特點以其應(yīng)用。學(xué)習(xí)并分析了WSN已有的經(jīng)典算法和網(wǎng)絡(luò)特性，分析了設(shè)計路由算法的考量依據(jù)。由此設(shè)計了一種低功耗的路由算法。本路由算法的目標(biāo)和特點是在保證數(shù)據(jù)傳輸可靠性的前提下充分利用已有的報文，在必要的報文中攜帶路由信息，不再設(shè)置專門的路由報文，最大程度的降低節(jié)點收發(fā)報文的次數(shù)，減小節(jié)點能量消耗，并且均勻消耗全網(wǎng)所有節(jié)點的能量，從而增加網(wǎng)絡(luò)生存時間。本路由算法以梯度值、信道鏈路質(zhì)量以及節(jié)點剩余能量作為選擇最優(yōu)父節(jié)點的依據(jù)，動

3、態(tài)的選擇最優(yōu)父節(jié)點即動態(tài)的選擇最優(yōu)上行路徑；下行則采用定向的廣播方式，不再特意為占網(wǎng)絡(luò)總流量極少的下行報文維護路由，因而形成不對稱的上下行拓撲；在本網(wǎng)絡(luò)中沒有橫向的數(shù)據(jù)，只有上下行的數(shù)據(jù)。最終利用多種機制完成整個路由算法的全部流程。
　　通過Contiki操作系統(tǒng)的Cooja仿真工具進行路由算法的仿真，首先驗證了上行數(shù)據(jù)選擇最優(yōu)父節(jié)點的方式是根據(jù)拓撲的變化而變化的，以達到全網(wǎng)性能（能量均耗程度）的最優(yōu)，其次驗證了此路由算法功能的可