本文關(guān)鍵詞：基于6LoWPAN的高能效無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著物聯(lián)網(wǎng)的不斷興起,作為物聯(lián)網(wǎng)的代表,無(wú)線傳感網(wǎng)技術(shù)也在飛快地發(fā)展著。為了更好地體現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的概念,人們提出了將無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)連入Internet網(wǎng),因此無(wú)線嵌入式網(wǎng)絡(luò)應(yīng)運(yùn)而生。但是由于要使每一個(gè)電子設(shè)備都連接至網(wǎng)絡(luò),這樣數(shù)量龐大的電子設(shè)備或者無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)要接入互聯(lián)網(wǎng)需要大量的IP地址提供地址空間上的保障。由于IPv4地址先天性的不足,可以供使用的IP地址十分緊缺,IPv4協(xié)議必然不能滿足全面實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的的需要。因此,IPv6技術(shù)替代IPv4技術(shù)已是互聯(lián)網(wǎng)以及物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的必然趨勢(shì)。正是基于以上環(huán)境和相應(yīng)的技術(shù)背景,IPv6技術(shù)與無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合的技術(shù)6LoWPAN應(yīng)運(yùn)而生。但是基于6LoWPAN的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)仍然面臨著許多問題,能耗問題便是其中之一也是十分重要的一個(gè)亟待解決的問題。因此,本文在總結(jié)了傳統(tǒng)ZigBee網(wǎng)絡(luò)中的能耗控制技術(shù)基礎(chǔ)上,充分研究并分析基于6LoWPAN的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)所采用的RPL路由協(xié)議原理,分析RPL路由協(xié)議的控制消息格式及其所承載的網(wǎng)絡(luò)信息,研究RPL路由協(xié)議節(jié)點(diǎn)的路徑選擇機(jī)制和DODAG網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建過程。針對(duì)現(xiàn)有的RPL路由協(xié)議在能耗控制方面的不足問題,從兩方面入手進(jìn)行改進(jìn)。一方面,研究RPL路由協(xié)議構(gòu)建DODAG網(wǎng)絡(luò)使用的Rank值算法以及所采用的目標(biāo)函數(shù)和度量值。對(duì)現(xiàn)有度量值的能耗不均衡問題,提出了一種改進(jìn)的高能效度量值ENE。另一方面,本文分析現(xiàn)有RPL消息控制算法Trickle,對(duì)其進(jìn)行改進(jìn),使其具有收斂速度快、抗抖動(dòng)性強(qiáng)、能量損耗低等優(yōu)點(diǎn)。最后,本文通過搭建原型系統(tǒng)并配以仿真工具的雙重驗(yàn)證方法,對(duì)所提出的改進(jìn)RPL路由協(xié)議進(jìn)行充分的仿真模擬和實(shí)物驗(yàn)證,并綜合評(píng)價(jià)改進(jìn)后的RPL路由協(xié)議在能耗控制方面的性能。
【關(guān)鍵詞】：無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò) 低功耗有損網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議 高能效 目標(biāo)函數(shù) 度量
【學(xué)位授予單位】：南京郵電大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TN929.5;TP212.9
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 專用術(shù)語(yǔ)注釋表8-10
• 第一章 緒論10-16
• 1.1 研究背景及意義10-14
• 1.1.1 物聯(lián)網(wǎng)及無(wú)線傳感網(wǎng)概述10-11
• 1.1.2 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)與IPv6的結(jié)合11-12
• 1.1.3 課題的研究意義12-13
• 1.1.4 研究背景13-14
• 1.2 課題來源14
• 1.3 研究?jī)?nèi)容和目標(biāo)14-15
• 1.3.1 研究?jī)?nèi)容14
• 1.3.2 研究目標(biāo)14-15
• 1.4 本文結(jié)構(gòu)15-16
• 第二章 基于6LoWPAN的RPL路由協(xié)議研究16-27
• 2.1 RPL概述16-17
• 2.2 RPL控制消息17-23
• 2.2.1 DIS消息18-19
• 2.2.2 DIO消息19-21
• 2.2.3 DAO消息21-22
• 2.2.4 DAO應(yīng)答消息22-23
• 2.3 DODAG的建立過程23-26
• 2.3.1 DODAG的向下建立過程23-24
• 2.3.2 DODAG的向上建立過程24-26
• 2.4 本章小結(jié)26-27
• 第三章 基于高能效的改進(jìn)RPL路由協(xié)議27-44
• 3.1 DODAG與Rank值27-31
• 3.1.1 Rank值的作用27-28
• 3.1.2 Rank值的計(jì)算方法28-29
• 3.1.3 基于Rank值的網(wǎng)絡(luò)位置更新29-31
• 3.2 基于最小跳數(shù)的度量值31-32
• 3.3 基于單信道鏈路質(zhì)量路由衡量標(biāo)準(zhǔn)ETX的度量32-34
• 3.4 基于改進(jìn)ETX的高能效度量ENE34-37
• 3.5 Trickle算法37-43
• 3.5.1 Trickle算法概述37
• 3.5.2 Trickle算法具體實(shí)施37-40
• 3.5.3 現(xiàn)有Trickle算法的不足40-41
• 3.5.4 Trickle算法的改進(jìn)41-43
• 3.6 本章小結(jié)43-44
• 第四章 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證與仿真44-57
• 4.1 Contiki平臺(tái)概述44-47
• 4.1.1 Contiki操作系統(tǒng)概述44-45
• 4.1.2 Contiki操作系統(tǒng)特點(diǎn)45-46
• 4.1.3 基于Contiki操作系統(tǒng)的Cooja仿真工具46-47
• 4.2 原型系統(tǒng)硬件配置47-49
• 4.3 基于最小跳數(shù)的RPL路由協(xié)議驗(yàn)證49-53
• 4.3.1 原型系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證49-51
• 4.3.2 Cooja下的仿真51-53
• 4.4 基于ENE度量的改進(jìn)RPL路由協(xié)議53-55
• 4.4.1 原型系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證53-54
• 4.4.2 Cooja下的仿真54-55
• 4.5 基于ENE和改進(jìn)Trickle算法的RPL路由協(xié)議驗(yàn)證55-56
• 4.6 本章小結(jié)56-57
• 第五章 總結(jié)與展望57-59
• 5.1 論文總結(jié)57-58
• 5.2 論文展望58-59
• 參考文獻(xiàn)59-62
• 附錄1 攻讀碩士學(xué)位期間申請(qǐng)的專利62-63
• 附錄2 攻讀碩士學(xué)位期間參加的科研項(xiàng)目63-64
• 致謝64

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