【摘要】：隨著無線網(wǎng)傳感技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的大力發(fā)展與廣泛應(yīng)用,作為其非常優(yōu)秀的信息傳遞網(wǎng)絡(luò),ZigBee網(wǎng)絡(luò)技術(shù)也迎來了空前的發(fā)展助力。因?yàn)閆igBee擁有低功耗、低成本等優(yōu)點(diǎn),同時(shí)在網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)中采用無線自組織網(wǎng)絡(luò)(自組網(wǎng))設(shè)計(jì)概念,而且擁有自愈和自我組織的能力,ZigBee已經(jīng)在無線傳感網(wǎng)及物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)取獲得了十分重要的地位。本文首先對ZigBee技術(shù)的特點(diǎn)、協(xié)議棧模型及其應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)行簡要介紹,重點(diǎn)對ZigBee協(xié)議的MAC層及網(wǎng)絡(luò)層的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)過程進(jìn)行詳細(xì)闡述與研究;其次,對ZigBee的協(xié)議架構(gòu)、研究現(xiàn)狀、設(shè)備類型、節(jié)點(diǎn)分類以及使用領(lǐng)域進(jìn)行了粗略的描述。然后本文針對當(dāng)前的ZigBee路由算法分組提交率不高、能量消耗的控制不足的缺陷,經(jīng)過對現(xiàn)行的ZigBee路由算法AODVjr和Cluster-Tree兩種算法的詳細(xì)研究,提出了基于分簇思想和備用簇首的思路進(jìn)行路由算法的優(yōu)化改進(jìn)。在改進(jìn)算法中,為了簡化路由尋址的過程,引入了簇內(nèi)最大地址和最小地址的概念,這樣可以大量縮短簇與簇之間尋找地址時(shí)的時(shí)延,還可以減少廣播的泛洪問題。改進(jìn)算法介紹完后,對算法進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證,文章使用既可以在Unix系統(tǒng)上運(yùn)行,也可以在Windows系統(tǒng)上運(yùn)行的NS2實(shí)驗(yàn)仿真平臺進(jìn)行算法仿真驗(yàn)證,并得出相應(yīng)的仿真結(jié)果,通過分組遞交率和剩余能量比率兩個(gè)指標(biāo)證明了改進(jìn)算法有效。最后,本文通過一個(gè)基于J2EE的高校的實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng),對前面的研究用于實(shí)際項(xiàng)目中。在此過程中,網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)系統(tǒng)采用的普通樹形結(jié)構(gòu),網(wǎng)絡(luò)模塊的芯片選擇當(dāng)前主流的ZigBee芯片,數(shù)據(jù)讀取采用先通過C++語言實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的讀取,再通過java語言調(diào)用C++提供的接口獲取數(shù)據(jù),最后展示在以java為開發(fā)平臺的系統(tǒng)中,同時(shí)該系統(tǒng)對實(shí)驗(yàn)室的管理信息進(jìn)行了進(jìn)一步的細(xì)分,管理起來更加準(zhǔn)備方便。其中最主要的是在該系統(tǒng)中,可以通過ZigBee網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室的環(huán)境監(jiān)測(目前只有溫度和濕度的監(jiān)測);而且該系統(tǒng)利用當(dāng)前火爆的RFID電子標(biāo)簽對實(shí)驗(yàn)室的器材、設(shè)備等進(jìn)行統(tǒng)一管理,實(shí)現(xiàn)了對這些設(shè)備和器材的整個(gè)生命周期的監(jiān)控管理。
【圖文】：

圖 2-1 ZigBee 協(xié)議架構(gòu)圖AC 層Y）和 MAC 層（媒體介入控制層）都是基于 致。個(gè) ZigBee 結(jié)構(gòu)的最底層，也是保障信號傳輸提供兩種服務(wù)：據(jù)服務(wù) (PHY Data Service)理服務(wù) (PHY Management Service)網(wǎng)絡(luò)層可以分別通過 PD-SAP (數(shù)據(jù)服務(wù)接入點(diǎn))以及)與 MAC 子層進(jìn)行連接。物理層提供的最核心前信道的能量、接收鏈路服務(wù)質(zhì)量指示和選擇.4 中為 MAC 子層設(shè)計(jì)的功能有：網(wǎng)絡(luò)信標(biāo)(beacon)；信標(biāo)提供網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)同步服務(wù)；鏈路的建立和斷開和設(shè)備加密提供保障；

第 2 章 IEEE 802.15.4/ZigBee 路由協(xié)議的研究與分析FFD(Full Function Device) 又被稱全功能型網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)。RFD(Reduced Function Device) 又被稱半功能型網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)。全功能網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)可以在 ZigBee 網(wǎng)絡(luò)中充當(dāng)所有類型的設(shè)備類型功能網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)在 ZigBee 網(wǎng)絡(luò)中，只能充當(dāng)終端節(jié)點(diǎn)。FFD 可以發(fā)起一個(gè)新的網(wǎng)絡(luò)、維護(hù)鄰居設(shè)備表、參與分配網(wǎng)絡(luò)設(shè)備離開網(wǎng)絡(luò)、允許設(shè)備加入網(wǎng)絡(luò)、離開一個(gè)網(wǎng)絡(luò)、加入一個(gè) RFD 在網(wǎng)絡(luò)中只能夠采集數(shù)據(jù)并進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)。2 ZigBee 的設(shè)備類型介紹在 Zigbee 網(wǎng)絡(luò)中，有三種不同類型的設(shè)備，分別叫做：協(xié)ordinator）、路由器（Router）和終端節(jié)點(diǎn)（End Device），如:
【學(xué)位授予單位】：西華師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TN92;TP212.9;TP315

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2569346