隨著無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用需求的推動,對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的研究日益活躍,特別是IEEE 802.15.4標準發(fā)布之后,由于其低功耗、低速率的特性特別適合于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用需求,該標準迅速成為國內(nèi)外學(xué)術(shù)界研究熱點。本文依托與企業(yè)合作項目,該項目需要在Contiki/Cooja平臺上實現(xiàn)IEEE802.15.4-2006協(xié)議信標模式并作為底層協(xié)議為后續(xù)的研究提供協(xié)議支持。本文首先對IEEE 802.15.4-2006協(xié)議進行了詳盡分析,深入理解了該協(xié)議的特性、功能架構(gòu)和協(xié)議流程。同時,本文研究開源平臺Contiki/Cooja,掌握了該平臺的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、進程模型、事件調(diào)度機制以及系統(tǒng)協(xié)議棧。最后,本文將項目需求中涉及的功能模塊進行實現(xiàn),包括了PAN網(wǎng)絡(luò)的創(chuàng)建與維護、網(wǎng)絡(luò)掃描和設(shè)備發(fā)現(xiàn)、CSMA/CA信道接入算法、關(guān)聯(lián)與同步以及報文緩存與收發(fā)等功能。隨后,本文選擇主流仿真平臺NS2中標準的典型實現(xiàn)作為對比版本,并選取端到端時延、丟包率和吞吐量三個網(wǎng)絡(luò)參數(shù)作為驗證本文實現(xiàn)的版本正確性的評判依據(jù)。仿真結(jié)果表明,本文實現(xiàn)的版本與參考版本在上述網(wǎng)絡(luò)性能方面在近似的仿真場景中都具有一致性,同時...

【文章頁數(shù)】：94 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)概述
    1.2 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)研究現(xiàn)狀
    1.3 論文研究的內(nèi)容
    1.4 論文章節(jié)安排
第二章 IEEE 802.15.4 協(xié)議分析
    2.1 IEEE 802.15.4-2006網(wǎng)絡(luò)組成與拓撲結(jié)構(gòu)
    2.2 IEEE 802.15.4-2006協(xié)議棧結(jié)構(gòu)
    2.3 IEEE 802.15.4-2006網(wǎng)絡(luò)特性分析
        2.3.1 網(wǎng)絡(luò)運行模式
        2.3.2 超幀結(jié)構(gòu)
        2.3.3 傳輸模式
        2.3.4 CSMA/CA算法
    2.4 本章小結(jié)
第三章 Contiki/Cooja平臺
    3.1 Contiki/Cooja平臺概述
    3.2 Contiki/Cooja平臺分析
        3.2.1 Contiki/Cooja目錄結(jié)構(gòu)分析
        3.2.2 進程模型分析
        3.2.3 事件與調(diào)度機制
        3.2.4 定時器分析
    3.3 Contiki/Cooja平臺協(xié)議棧分析
    3.4 本章小結(jié)
第四章 Contiki/Cooja平臺中IEEE802.15.4 的實現(xiàn)與驗證
    4.1 Contiki/Cooja平臺中協(xié)議棧實現(xiàn)目標與思路
        4.1.1 平臺中協(xié)議棧實現(xiàn)目標
        4.1.2 平臺中協(xié)議棧實現(xiàn)思路
    4.2 MAC協(xié)議實現(xiàn)詳細描述
        4.2.1 常量、通用變量和通用函數(shù)說明
        4.2.2 幀結(jié)構(gòu)設(shè)計與實現(xiàn)
        4.2.3 CSMA/CA信道接入
        4.2.4 PAN啟動與管理
        4.2.5 掃描
        4.2.6 關(guān)聯(lián)
        4.2.7 同步
        4.2.8 直接傳輸模式下數(shù)據(jù)緩存機制
        4.2.9 間接傳輸模式下數(shù)據(jù)緩存機制
    4.3 PHY協(xié)議詳細描述
        4.3.1 常量、通用變量和通用函數(shù)說明
        4.3.2 數(shù)據(jù)收發(fā)
        4.3.3 空閑信道評估
        4.3.4 能量檢測
        4.3.5 參數(shù)獲取與設(shè)置
        4.3.6 無線通信模塊管理
    4.4 IEEE 802.15.4 的正確性驗證
        4.4.1 驗證的總體思路
        4.4.2 驗證與分析
    4.5 本章小結(jié)
第五章 Contiki/Cooja平臺中IEEE 802.15.4 的改進
    5.1 問題的提出與分析
        5.1.1 問題的提出
        5.1.2 802.15.4 協(xié)議的不足
    5.2 改進算法
        5.2.1 改進算法的前提條件
        5.2.2 改進算法的機制
        5.2.3 改進算法的流程
        5.2.4 改進算法的幀結(jié)構(gòu)設(shè)計
    5.3 仿真與分析
        5.3.1 單跳仿真場景與分析
        5.3.2 多跳仿真場景與分析
    5.4 本章小結(jié)
第六章 全文總結(jié)與展望
    6.1 論文工作總結(jié)
    6.2 未來工作展望
致謝
參考文獻
攻讀碩士學(xué)位期間取得的成果



本文編號：3951202