ZigBee樹(shù)型路由算法的研究.pdf

1、最近幾年，通信的新技術(shù)日新月異，作為無(wú)線通信技術(shù)的新力軍-ZigBee技術(shù)，也在新技術(shù)中嶄露頭角。特別是無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)的興起，帶來(lái)了ZigBee技術(shù)新的契機(jī)。其以低成本、低速率、低功耗、短時(shí)延、高安全性的特點(diǎn)在無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域有著非常廣泛的應(yīng)用前景。
　　 本論文比較了幾種常見(jiàn)的無(wú)線通信技術(shù)，并分析這些技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)和不足，并對(duì)ZigBee技術(shù)的特點(diǎn)和應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)行了研究。ZigBee技術(shù)定義了網(wǎng)絡(luò)層以便支持多跳通信通信和節(jié)點(diǎn)之間的路由

2、。在ZigBee網(wǎng)絡(luò)中，樹(shù)型路由是比較簡(jiǎn)單和低開(kāi)銷(xiāo)路由協(xié)議，并可以利用父子鏈接來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。
　　 論文中通過(guò)分析和比較，選用TI公司的芯片CC2530作為主控制芯片，并利用IAR軟件作為開(kāi)發(fā)工具，通過(guò)修改Z-STACK應(yīng)用層的代碼，結(jié)合設(shè)計(jì)的硬件進(jìn)行再移植，組建了ZigBee模塊。RFID讀寫(xiě)器通過(guò)串口與ZigBee模塊相連接，組成RFID-ZigBee讀寫(xiě)器;溫度傳感模塊DS18B20要通過(guò)引腳內(nèi)嵌于ZigBee模塊，組成

3、溫度感知模塊;通過(guò)這些模塊，便對(duì)RFID和ZigBee技術(shù)進(jìn)行了有機(jī)的融合，組成了無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)。在實(shí)驗(yàn)工程中，通過(guò)串口調(diào)試助手和Sniffer軟件可以驗(yàn)證前面所提的網(wǎng)絡(luò)組建的過(guò)程。并且我們可以把傳感器的溫度值在上位機(jī)上進(jìn)行顯示，得到了良好的效果。
　　 盡管樹(shù)型路由算法具有諸多優(yōu)點(diǎn)，但是樹(shù)路由還有兩個(gè)主要問(wèn)題，第一個(gè)問(wèn)題是其比較復(fù)雜的路徑搜索，而且具有比較多的跳數(shù);第二個(gè)問(wèn)題是熱點(diǎn)問(wèn)題。在本文中，我們提出一個(gè)基于樹(shù)的路由算法的改

4、進(jìn)樹(shù)型路由算法ESTR（高效精簡(jiǎn)的樹(shù)型路由）來(lái)減少跳數(shù)和通過(guò)使用鄰居表中的信息來(lái)均衡網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)的能量。ESTR是基于負(fù)載平衡節(jié)點(diǎn)間負(fù)載的低時(shí)延路由協(xié)議。ESTR具體的思想是:引入鄰居表，并通過(guò)優(yōu)化函數(shù)來(lái)優(yōu)化節(jié)點(diǎn)對(duì)下一跳的選擇，使得網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包橫向傳遞的概率增大，降低網(wǎng)絡(luò)深度較低節(jié)點(diǎn)傳遞數(shù)據(jù)的負(fù)擔(dān)，該算法尤其適用于節(jié)點(diǎn)位置固定的網(wǎng)絡(luò)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，ESTR相比標(biāo)準(zhǔn)的路由協(xié)議能顯著減少端到端的延遲，提高網(wǎng)絡(luò)壽命和可靠性。
　　 最后總