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

1、隨著當今世界的科學技術的迅猛發(fā)展，無線傳感器網絡(WSN)不斷改變著人類認識世界的方式，其應用相當廣泛，可以用于災害預警、醫(yī)療健康系統(tǒng)、城市道路交通監(jiān)管、軍事等諸多領域。WSN的關鍵技術之一是網絡通信協(xié)議的設計，其中，較為重要的一個就是路由協(xié)議的設計。由于WSN的節(jié)點是資源受限的，其首要任務則是降低節(jié)點的資源消耗，特別是能量的損耗，最大程度的增加網絡整體生存時間。
　　本論文首先總結了WSN的節(jié)點模塊、網絡架構、協(xié)議棧結構、當前研

2、究的熱點、網絡特點以其應用。學習并分析了WSN已有的經典算法和網絡特性，分析了設計路由算法的考量依據。由此設計了一種低功耗的路由算法。本路由算法的目標和特點是在保證數(shù)據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，并且均勻消耗全網所有節(jié)點的能量，從而增加網絡生存時間。本路由算法以梯度值、信道鏈路質量以及節(jié)點剩余能量作為選擇最優(yōu)父節(jié)點的依據，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，不再特意為占網絡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；在本網絡中沒有橫向的數(shù)據，只有上下行的數(shù)據。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)據選擇最優(yōu)父節(jié)點的方式是根據拓撲的變化而變化的，以達到全網性能（能量均耗程度）的最優(yōu)，其次驗證了此路由算法功能的可