本文選題：ZigBee　切入點(diǎn)：網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)向量　出處：《江蘇大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：隨著物聯(lián)網(wǎng)時代的到來,無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用也越來越廣泛。作為無線傳感器網(wǎng)絡(luò)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)之一的ZigBee技術(shù),具有高可靠性、低成本和低功耗的特點(diǎn),被廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制、農(nóng)業(yè)監(jiān)測、環(huán)境保護(hù)和智能家居等各個領(lǐng)域。而如何降低網(wǎng)絡(luò)的能量消耗,減小網(wǎng)絡(luò)中的冗余,延長網(wǎng)絡(luò)的生存時間,受到人們普遍關(guān)注。本文從減少多對一數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)傳輸距離,和改進(jìn)ZigBee分層樹路由兩方面來降低網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸?shù)哪芰肯�。ZigBee網(wǎng)絡(luò)中存在不同的通信需求,按照數(shù)據(jù)通信模式,將其分為多對多,一對多和多對一的網(wǎng)絡(luò)。其中,在多對一的網(wǎng)絡(luò)中(如環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)),指定一個目的節(jié)點(diǎn)(協(xié)調(diào)器)收集網(wǎng)絡(luò)中其它節(jié)點(diǎn)的信息。網(wǎng)絡(luò)中協(xié)調(diào)器的位置影響其它節(jié)點(diǎn)到協(xié)調(diào)器的路由跳數(shù),從而影響網(wǎng)絡(luò)的能量消耗。為了減少網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)傳輸?shù)哪芰肯?本文提出了一種分布式的ZigBee協(xié)調(diào)器選擇算法(Distributed ZigBee coordinator election algorithm,DZCE)來優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。該算法利用網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)向量,以最小化網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)的平均深度和網(wǎng)絡(luò)深度為度量,同時考慮潛在的協(xié)調(diào)器的能量水平,在網(wǎng)絡(luò)中搜尋位置最優(yōu)的協(xié)調(diào)器,從而重新配置網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。仿真實(shí)驗(yàn)表明,該算法可以有效的優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),減少網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)傳輸?shù)哪芰肯?延長網(wǎng)絡(luò)的使用壽命。同時針對ZigBee分層樹路由協(xié)議的冗余路徑和網(wǎng)絡(luò)負(fù)載集中的問題,提出一種基于鄰居表的改進(jìn)的樹路由算法(Neighbor table based tree routing,NTR)。該算法利用ZigBee協(xié)議中鄰居表的信息,以路由跳數(shù)為度量,從鄰居節(jié)點(diǎn)中選擇潛在的最優(yōu)的下一跳節(jié)點(diǎn),有效的改善了ZigBee分層樹路由中存在的問題。仿真實(shí)驗(yàn)表明,NTR算法減少了樹鏈路上的流量負(fù)載并提供了有效的路由路徑,改善了網(wǎng)絡(luò)性能。
[Abstract]:With the advent of the Internet of things, wireless sensor networks (WSN) are more and more widely used. As one of the industry standards of WSN, ZigBee technology has the characteristics of high reliability, low cost and low power consumption, so it is widely used in industrial control. Agricultural monitoring, environmental protection, smart home and other fields. And how to reduce the energy consumption of the network, reduce the redundancy in the network, prolong the network life, This paper aims to reduce the energy consumption of data transmission in multi-to-one data transmission network by reducing the distance of data transmission and improving the routing of ZigBee hierarchical tree to reduce the energy consumption of network data transmission. ZigBee network has different communication requirements. According to the data communication mode, divide it into many-to-many, one-to-many and many-to-one networks. In a many-to-one network, such as an environmental monitoring network, a designated destination node (coordinator) collects information about other nodes in the network. The location of the coordinator in the network affects the number of routing hops from other nodes to the coordinator. In order to reduce the energy consumption of data transmission in the network, a distributed ZigBee coordinator election algorithm is proposed to optimize the network structure. The network topology is reconfigured by minimizing the average depth of nodes and the depth of the network, taking into account the energy level of the potential coordinator, searching for the optimal location of the coordinator in the network. The simulation results show that the algorithm can effectively optimize the network structure and reduce the energy consumption of data transmission in the network. Aiming at the problem of redundant path and network load concentration of ZigBee hierarchical tree routing protocol, an improved tree routing algorithm based on neighbor table is proposed, which utilizes neighbor table information in ZigBee protocol. Based on the number of routing hops, the potential optimal next hop node is selected from the neighbor node. The simulation results show that the proposed algorithm reduces the traffic load on the tree link and provides an effective routing path to improve the network performance.
【學(xué)位授予單位】：江蘇大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TN92

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本文編號：1621991