本文關鍵詞：基于ZigBee的鏈狀無線傳感器網絡設計，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：近年來,隨著物聯(lián)網技術的飛速發(fā)展,作為物聯(lián)網技術的基礎支撐技術之一的無線傳感器網絡技術也不斷成熟。目前對于無線傳感器網絡技術的研究主要集中在路由協(xié)議算法的設計上。由于無線傳感器節(jié)點的計算能力、存儲能力、通信能力以及攜帶的能量都十分有限,每個無線傳感器節(jié)點只能獲取網絡中的局部拓撲信息,網絡采用的路由協(xié)議也不能太復雜。同時,無線傳感器拓撲結構動態(tài)變化,網絡中其他資源也在不斷變化,這些都對無線傳感器網絡協(xié)議提出了更高的要求。由于上述無線傳感器節(jié)點自身的特性,無線傳感器網絡的研究通常難以采用模擬仿真結合物理測量來衡量一個算法或協(xié)議的性能,本文主要采用計算機的模擬仿真來進行網絡性能的評價,并通過對仿真結構進行分析來指導傳感器節(jié)點的部署以及維護。本論文主要內容如下:(1)通過對無線傳感器網絡常見幾種路由協(xié)議理論的系統(tǒng)分析,探索不同路由協(xié)議的應用特性。并且分析了不同應用場景中無線傳感器網絡應具備的特點。(2)以鏈狀無線傳感器網絡應用為重點。研究鏈狀無線傳感器自身的特性,總結鏈狀無線傳感器網絡路由協(xié)議應具有的特性。(3)根據鏈狀無線傳感器網絡路由協(xié)議應具備的特性,設計基于信標幀的按需式路由算法和基于延遲波的主動路由算法和數(shù)據報文結構,并分別建立仿真模型,運用OMNET++軟件進行仿真實驗,根據得出的數(shù)據,分析這兩種路由協(xié)議的性能,為相關場景的應用提出理論指導。(4)以TI公司生產的CC2530芯片為硬件平臺,開發(fā)基于上述兩種路由協(xié)議的鏈狀無線傳感器網絡節(jié)點和系統(tǒng),并通過調試正常運行。
【關鍵詞】：無線傳感器網絡 按需式路由 主動路由 鏈狀網絡
【學位授予單位】：浙江工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TN929.5;TP212.9
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第1章 緒論11-17
• 1.1 動態(tài)自組織無線傳感器網絡11-13
• 1.1.1 無線傳感器網絡11
• 1.1.2 無線傳感器網絡節(jié)點結構11-12
• 1.1.3 無線傳感器網絡的動態(tài)自組織12-13
• 1.2 國內外無線傳感器網絡研究現(xiàn)狀13-15
• 1.2.1 國外無線傳感器網絡研究現(xiàn)狀13-14
• 1.2.2 國內無線傳感器網絡研究現(xiàn)狀14-15
• 1.3 研究內容和技術路線15-17
• 1.3.1 研究內容15
• 1.3.2 技術路線15-17
• 第2章 無線傳感器網絡相關理論17-33
• 2.1 無線傳感器網絡協(xié)議分層模型17-20
• 2.1.1 物理層18
• 2.1.2 數(shù)據鏈路層18
• 2.1.3 網絡層18-19
• 2.1.4 傳輸層19
• 2.1.5 應用層19
• 2.1.6 改進后的協(xié)議棧模型19-20
• 2.2 ZigBee(IEEE802.15.4)協(xié)議分析20-24
• 2.2.1 ZigBee(IEEE802.15.4)概述20-22
• 2.2.2 IEEE802.15.4 網絡的特點22-24
• 2.2.3 IEEE802.15.4 的應用領域24
• 2.3 無線傳感器網絡的路由協(xié)議24-30
• 2.3.1 無線傳感器網絡路由協(xié)議的特點25-27
• 2.3.2 路由協(xié)議分類27-30
• 2.4 無線傳感器網絡協(xié)議棧30-33
• 第3章 無線傳感器網絡自組織路由協(xié)議分析33-49
• 3.1 無線傳感器網絡常見應用場景33-36
• 3.1.1 區(qū)域多節(jié)點快速部署33-34
• 3.1.2 長距離鏈式監(jiān)控34-35
• 3.1.3 人員物料定位35
• 3.1.4 大量節(jié)點隨機部署35-36
• 3.1.5 無線傳感器網絡應用總結36
• 3.2 無線傳感器網絡動態(tài)自組織的技術特征36-39
• 3.3 現(xiàn)有典型路由算法及分析39-46
• 3.3.1 先應式路由協(xié)議-DSDV協(xié)議39-40
• 3.3.2 按需式路由協(xié)議-LEACH路由算法40-43
• 3.3.3 PEGASIS算法43-46
• 3.4 總結46-49
• 第4章 鏈式無線傳感器網絡路由協(xié)議的設計49-63
• 4.1 鏈狀路由協(xié)議案例分析49-51
• 4.2 基于信標幀的鏈狀路由協(xié)議51-55
• 4.2.1 路由建立階段51-54
• 4.2.2 數(shù)據結構設計54-55
• 4.3 基于延遲波的鏈狀路由協(xié)議55-59
• 4.3.1 路由的建立階段55-58
• 4.3.2 數(shù)據結構設計58-59
• 4.4 鏈狀無線傳感器網絡的實現(xiàn)59-63
• 4.4.1 硬件平臺的選擇及節(jié)點實物模型設計59-61
• 4.4.2 鏈狀數(shù)據采集系統(tǒng)的實現(xiàn)61-63
• 第5章 鏈式無線傳感器網絡路由協(xié)議的性能仿真63-79
• 5.1 兩種協(xié)議的特點分析63-64
• 5.2 無線傳感器網絡基本參數(shù)的設定64-67
• 5.2.1 無線傳感器網絡中節(jié)點數(shù)量n65
• 5.2.2 節(jié)點收發(fā)數(shù)據的能耗a65-66
• 5.2.3 網絡數(shù)據傳輸延遲D66
• 5.2.4 網絡的生命周期T66-67
• 5.3 仿真實驗設計67-69
• 5.3.1 基于延遲波的路由協(xié)議仿真實驗設計67-68
• 5.3.2 基于信標幀的路由協(xié)議仿真實驗設計68-69
• 5.4 路由算法仿真69-73
• 5.4.1 OMNeT++簡介69-71
• 5.4.2 仿真場景參數(shù)設置71
• 5.4.3 無線傳感器節(jié)點模型71-72
• 5.4.4 仿真程序的運行72-73
• 5.5 仿真結果及分析73-77
• 5.5.1 基于信標幀的路由協(xié)議仿真結果分析73-75
• 5.5.2 基于延遲波的路由協(xié)議仿真結果分析75-77
• 5.5.3 兩種路由協(xié)議下網絡生命周期對比77
• 5.6 本章小結77-79
• 第6章 結論與展望79-81
• 6.1 結論79
• 6.2 展望79-81
• 參考文獻81-85
• 致謝85-87
• 攻讀學位期間參加的科研項目和成果87

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本文編號：360658