本文關(guān)鍵詞：基于Contiki操作系統(tǒng)的RPL路由協(xié)議能耗均衡的研究

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【摘要】：無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是由眾多散布在工作區(qū)的節(jié)點構(gòu)成的無線通信網(wǎng)絡(luò),網(wǎng)絡(luò)中的這些節(jié)點通常具有成本低、功耗小和結(jié)構(gòu)簡單的特點,并且這些節(jié)點基本由電池供電,由于工作環(huán)境的特殊性,電池—旦用完,更換電池的可能性不大。因此,在更好地完成監(jiān)測任務(wù)的同時,研究者在降低節(jié)點能耗和延長網(wǎng)絡(luò)生命周期方面付出了很大努力,這也是無線傳感器網(wǎng)路的一個重要課題。本文就以下幾個方面進行了學(xué)習和研究： (1)首先,研究了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的背景和意義,并對低功耗有損網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議(RPL路由協(xié)議)進行了學(xué)習研究,了解組網(wǎng)的控制消息以及組網(wǎng)過程,用實驗室現(xiàn)有硬件進行實驗驗證,通過抓包軟件分析控制消息模塊。(2)其次,分析已存在的RPL路由協(xié)議在能量方面的問題,提出降低節(jié)點能耗的方法,然后在目標函數(shù)OFO進行改進。(3)最后,使用近期非常熱門的Contiki操作系統(tǒng)和Cooja仿真軟件作為我們的實驗平臺,對在能量方面的改進進行驗證。通過對路由協(xié)議能量方面的改進,并通過實驗與原來的路由協(xié)議相比,結(jié)果表明,本文提出的通過節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)時路徑的切換來降低能量消耗,這種方法是可行的。節(jié)點能耗的均衡以及特殊節(jié)點能耗的降低,有效的避免了網(wǎng)絡(luò)“空洞”,使網(wǎng)絡(luò)的生命周期延長,達到預(yù)期效果。
【關(guān)鍵詞】：無線傳感器網(wǎng)絡(luò) RPL路由協(xié)議 能量均衡 Contiki操作系統(tǒng)
【學(xué)位授予單位】：蘭州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TN929.5;TP212.9
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第一章 緒論8-11
• 1.1 研究背景8-9
• 1.2 研究意義9
• 1.3 論文主要內(nèi)容及結(jié)構(gòu)安排9-11
• 1.3.1 論文主要研究內(nèi)容9-10
• 1.3.2 論文的結(jié)構(gòu)安排10-11
• 第二章 低功耗有損網(wǎng)絡(luò)RPL路由協(xié)議11-30
• 2.1 RPL路由協(xié)議產(chǎn)生的必要性11
• 2.2 RPL路由協(xié)議概述11-18
• 2.2.1 RPL路由協(xié)議的拓撲結(jié)構(gòu)12-14
• 2.2.2 RPL路由協(xié)議控制消息14-18
• 2.3 RPL路由的構(gòu)建過程18-21
• 2.3.1 DODAG拓撲構(gòu)建和向上路由18-19
• 2.3.2 向下路由的建立19-21
• 2.4 RPL路由的安全機制21-23
• 2.4.1 環(huán)路避免和檢測21
• 2.4.2 全局修復(fù)和局部修復(fù)21-22
• 2.4.3 定時器管理(Trickle Algorithm)22-23
• 2.5 RPL路由協(xié)議的硬件實現(xiàn)分析23-29
• 2.5.1 硬件平臺的搭建與測試23-24
• 2.5.2 控制消息的分析24-26
• 2.5.3 控制消息DIO的流程圖26-29
• 2.6 小結(jié)29-30
• 第三章 RPL路由協(xié)議的能耗均衡30-39
• 3.1 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)能耗問題概述30-31
• 3.1.1 無線傳感器節(jié)點的能耗30
• 3.1.2 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的整體能耗30-31
• 3.2 RPL路由協(xié)議存在的具體問題31-37
• 3.2.1 目標函數(shù)OFO中能量問題分析31-32
• 3.2.2 基于目標函數(shù)OFO的能量算法改進32-34
• 3.2.3 能量的獲取、轉(zhuǎn)換和傳遞34-35
• 3.2.4 優(yōu)化之后的RPL路由及代碼實現(xiàn)35-37
• 3.3 小結(jié)37-39
• 第四章 基于能量均衡的RPL路由協(xié)議的仿真驗證39-49
• 4.1 仿真環(huán)境39-42
• 4.1.1 Contiki操作系統(tǒng)的介紹39-40
• 4.1.2 Contiki操作系統(tǒng)的特點40-41
• 4.1.3 Cooja仿真器41-42
• 4.2 Cooja仿真器下RPL路由協(xié)議組網(wǎng)42-43
• 4.3 改進協(xié)議的仿真與分析43-48
• 4.3.1 四個節(jié)點的仿真43-46
• 4.3.2 多個節(jié)點的仿真分析46-48
• 4.3.3 網(wǎng)絡(luò)生命周期48
• 4.4 小結(jié)48-49
• 第五章 結(jié)論與展望49-50
• 5.1 主要結(jié)論49
• 5.2 研究展望49-50
• 參考文獻50-53
• 在學(xué)期間研究成果53-54
• 致謝54

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 陳雄;杜以書;唐國新;;無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J];系統(tǒng)仿真技術(shù);2005年02期

2 朱琳;高德云;羅洪斌;;無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的RPL路由協(xié)議研究[J];計算機技術(shù)與發(fā)展;2012年08期

3 李樹軍;;基于6LoWPAN的RPL路由協(xié)議研究[J];重慶工商大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2013年08期

4 鄭霽;祝培軍;;無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的能量有效性研究[J];浙江冶金;2010年03期

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

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本文編號：683732