【摘要】：ZigBee技術(shù)是一項面向短距離、可靠傳輸?shù)臒o線通信技術(shù),它因具有低功耗、低成本、自組網(wǎng)等優(yōu)點,而被廣泛應(yīng)用到軍事、環(huán)境監(jiān)測、工業(yè)醫(yī)療等領(lǐng)域。目前隨著物聯(lián)網(wǎng)、智慧城市的快速推廣和發(fā)展,對ZigBee技術(shù)的研究也不斷深入。但因硬件系統(tǒng)的復雜性,致使許多研究人員將改善網(wǎng)絡(luò)性能的重點放在了作為網(wǎng)絡(luò)層核心的路由技術(shù)上,對路由算法的改進研究已然成為近年來研究的一個熱點。本文基于IEEE802.15.4標準,對比闡述了ZigBee網(wǎng)絡(luò)各層的區(qū)別和聯(lián)系。研究了ZigBee網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)特點,針對于簇樹拓撲中常用的三種路由協(xié)議Cluster-Tree、AODVjr和ZBR進行研究。此后對NS2仿真平臺技術(shù)特點等進行闡述,并對常用的路由協(xié)議性能指標進行了分析,為之后的優(yōu)化改進奠定了理論基礎(chǔ)。針對AODVjr算法中容易產(chǎn)生RREQ廣播風暴的問題,引入了蟻群算法。通過改進路徑選擇策略和信息素的揮發(fā)機制,優(yōu)化了傳統(tǒng)蟻群算法。在AODVjr開始廣播前,先運行蟻群算法,得到最優(yōu)的路徑集合,從而限制了RREQ的發(fā)送范圍,減少了RREQ廣播風暴的產(chǎn)生。針對ZigBee路由中由于Cluster-Tree和AODVjr結(jié)合性不強,最終產(chǎn)生時延、節(jié)點存活率和能耗等問題。提出一種基于權(quán)值的分簇機制。在數(shù)據(jù)傳輸機制方面,為避免產(chǎn)生大量冗余的RREQ分組,規(guī)定只有簇首才能廣播RREQ報文,通過限制RREQ洪泛方向,避免大量冗余RREQ分組產(chǎn)生。在簇首輪換上,引入節(jié)點相似度概念,簇首在簇內(nèi)選擇與自己相似度大的鄰居節(jié)點擔當替補簇首,從而盡可能的減小了網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)變化,避免重新分簇帶來的額外能耗。路由修復過程中,根據(jù)失效鏈路兩端節(jié)點關(guān)系選擇不同的路由修復策略。本文在每個算法章節(jié)的最后,都會基于NS2網(wǎng)絡(luò)仿真平臺對改進算法進行設(shè)計和實現(xiàn)。并從路由開銷、平均端到端時延、投遞率、節(jié)點存活率以及網(wǎng)絡(luò)剩余能量等維度與改進前的算法進行對比,從而驗證了新算法的優(yōu)越性。
【圖文】：

圖 2-1 ZigBee 協(xié)議規(guī)范體系結(jié)構(gòu)-1 ZigBee protocol specification a用層需向 ZigBee 網(wǎng)絡(luò)層反映各類應(yīng)用保證傳輸安全性等。Ad Hoc 技術(shù)的按

圖 2-2 物理層結(jié)構(gòu)和接口igure 2-2 Physical layer structure and inter體訪問控制層（MAC 層）的任務(wù)是提供物理層與上層通信的接口，處理
【學位授予單位】：西南科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TN92

【參考文獻】

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本文編號：2618888