基于能量有效的ZigBee網(wǎng)絡(luò)路由算法研究.pdf

1、ZigBee是一種低成本、低功耗、低速率的短距離無(wú)線通信新技術(shù)，該技術(shù)主要針對(duì)低速率無(wú)線傳感器和控制網(wǎng)絡(luò)而設(shè)計(jì)，能廣泛地應(yīng)用于工業(yè)控制、家庭自動(dòng)化以及醫(yī)療設(shè)備控制等無(wú)線通信應(yīng)用場(chǎng)合。隨著ZigBee的不斷發(fā)展與完善，它必將成為無(wú)線接入領(lǐng)域的又一顆璀璨的新星，它將為現(xiàn)代信息社會(huì)人們的工作和生活方式帶來(lái)一場(chǎng)新的革命。 目前，針對(duì)ZigBee網(wǎng)絡(luò)自身的特點(diǎn)和用途設(shè)計(jì)能量有效的路由算法已成為ZigBee網(wǎng)絡(luò)研究的一個(gè)重要課題。由于Zig

2、Bee網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)的能量資源、計(jì)算能力和帶寬都非常有限，并且ZigBee節(jié)點(diǎn)一般由電池供電，ZigBee網(wǎng)絡(luò)的壽命嚴(yán)重依賴節(jié)點(diǎn)電池能量的有效利用，因此節(jié)點(diǎn)電池能量的有效利用從而延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)壽命在ZigBee網(wǎng)絡(luò)中是至關(guān)重要的，ZigBee網(wǎng)絡(luò)路由節(jié)能技術(shù)研究也將是一項(xiàng)非常有意義的課題。 本文首先介紹了ZigBee網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)及基本概念，之后對(duì)目前ZigBee網(wǎng)絡(luò)樹(shù)路由算法和AODVjr路由算法進(jìn)行了詳細(xì)闡述，對(duì)部分公式做了相應(yīng)證明，并分

3、別分析了這兩種路由算法所存在的不足。在此基礎(chǔ)上，本文從節(jié)約網(wǎng)絡(luò)能量和延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)生命周期的角度，針對(duì)兩種不同的路由算法分別提出了基于能量均衡的ZigBee網(wǎng)絡(luò)樹(shù)路由算法和降低控制開(kāi)銷的ZigBee網(wǎng)絡(luò)AODVjr路由算法。 在基于能量均衡的ZigBee網(wǎng)絡(luò)樹(shù)路由算法中，主要針對(duì)ZigBee網(wǎng)絡(luò)樹(shù)路由算法中的路由非最優(yōu)以及某些節(jié)點(diǎn)可能會(huì)因?yàn)闃I(yè)務(wù)量過(guò)大而過(guò)早耗盡電池能量的問(wèn)題，引入鄰居表，在數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中，綜合考慮路由跳數(shù)和節(jié)點(diǎn)剩余能量

4、，并且及時(shí)對(duì)能量臨界值Cwarning進(jìn)行調(diào)整，路由選擇的時(shí)候盡量避開(kāi)剩余能量較低的節(jié)點(diǎn)。 在降低控制開(kāi)銷的ZigBee網(wǎng)絡(luò)AODVjr算法中，針對(duì)ZigBee網(wǎng)絡(luò)AODVjr路由算法路由發(fā)現(xiàn)過(guò)程中的RREQ分組大量洪泛?jiǎn)栴}，通過(guò)采用AODVjr算法和樹(shù)路由算法相結(jié)合的方式，對(duì)RREQ分組的傳輸范圍和大致方向進(jìn)行控制，適當(dāng)?shù)南拗坡酚砂l(fā)現(xiàn)過(guò)程中RREQ包的轉(zhuǎn)發(fā)和產(chǎn)生，從而降低網(wǎng)絡(luò)中的控制開(kāi)銷，降低了網(wǎng)絡(luò)整體能量消耗。 同時(shí)