【摘要】：ZigBee技術(shù)是一種具有低成本、低功耗和低復(fù)雜度等優(yōu)點(diǎn)的新型短距離無(wú)線通信技術(shù),目前被廣泛應(yīng)用在無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中。隨著ZigBee協(xié)議的不斷完善,基于ZigBee技術(shù)的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)將在智能家居、工業(yè)控制、智能醫(yī)療、軍事、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以及無(wú)線定位等多個(gè)領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。由于ZigBee網(wǎng)絡(luò)分布式地址分配機(jī)制的不足導(dǎo)致孤立節(jié)點(diǎn)多、地址分配成功率低等問(wèn)題,因此設(shè)計(jì)一種高可靠性、高性能的地址分配算法對(duì)提高ZigBee網(wǎng)絡(luò)的性能具有重要意義。目前,改進(jìn)的ZigBee網(wǎng)絡(luò)地址分配算法可分為四大類,分別是基于借地址的ZigBee網(wǎng)絡(luò)地址分配算法、基于集中式的ZigBee網(wǎng)絡(luò)地址分配算法、基于網(wǎng)絡(luò)重組的ZigBee網(wǎng)絡(luò)地址分配算法和基于節(jié)點(diǎn)優(yōu)先級(jí)的ZigBee網(wǎng)絡(luò)地址分配算法。針對(duì)現(xiàn)有ZigBee網(wǎng)絡(luò)地址分配算法存在深度折回、孤立節(jié)點(diǎn)、地址分配成功率低以及平均通信開銷大等問(wèn)題,本文提出基于拓?fù)鋬?yōu)化的ZigBee網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建算法和基于深度模型的ZigBee網(wǎng)絡(luò)借地址分配算法。針對(duì)ZigBee網(wǎng)絡(luò)分布式地址分配算法及現(xiàn)有ZigBee網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建算法的不足導(dǎo)致深度折回、孤立節(jié)點(diǎn)等問(wèn)題,提出一種基于拓?fù)鋬?yōu)化的ZigBee網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建算法。該算法在ZigBee網(wǎng)絡(luò)組建過(guò)程中,通過(guò)節(jié)點(diǎn)間信息交互獲取一跳鄰居節(jié)點(diǎn)的接收信號(hào)強(qiáng)度、信號(hào)鏈路質(zhì)量等信息,借助一跳鄰居節(jié)點(diǎn)信息,使?jié)撛诟腹?jié)點(diǎn)在其一跳范圍內(nèi)的未入網(wǎng)節(jié)點(diǎn)中選擇與其父節(jié)點(diǎn)公共的未入網(wǎng)節(jié)點(diǎn)優(yōu)先入網(wǎng)以優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),改善深度折回問(wèn)題和減少孤立節(jié)點(diǎn)數(shù)。仿真結(jié)果表明,該算法在減少深度折回的基礎(chǔ)上,有效的減少孤立節(jié)點(diǎn)數(shù)和提高地址分配成功率,在中大規(guī)模ZigBee網(wǎng)絡(luò)的情況下具有明顯優(yōu)勢(shì)。針對(duì)ZigBee網(wǎng)絡(luò)分布式地址分配算法及現(xiàn)有借地址分配算法的不足導(dǎo)致孤立節(jié)點(diǎn)多、地址空間不均衡的問(wèn)題,在維護(hù)原有的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,提出一種基于深度模型的ZigBee網(wǎng)絡(luò)借地址分配算法。當(dāng)DAAM算法定義的地址空間小于16位網(wǎng)絡(luò)地址空間一半時(shí),該算法將DAAM算法未使用的16位網(wǎng)絡(luò)地址空間分配給所有的路由節(jié)點(diǎn),使得每個(gè)路由節(jié)點(diǎn)都可為孤立節(jié)點(diǎn)分配地址,有效的減少了孤立節(jié)點(diǎn),并維護(hù)原有的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。同時(shí),提出適用于該借地址分配算法的樹路由算法。理論分析表明,該借地址分配算法與DAAM算法具有相同的時(shí)間復(fù)雜度和存儲(chǔ)復(fù)雜度。同時(shí),基于該借地址分配算法的樹路由算法與ZigBee網(wǎng)絡(luò)樹路由算法的最大路由跳數(shù)均為網(wǎng)絡(luò)最大深度的2倍。仿真結(jié)果表明,該借地址分配算法在維護(hù)原有的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上有效的減少孤立節(jié)點(diǎn)數(shù),同時(shí)提高了地址分配成功率、減少了地址分配平均通信開銷和地址分配平均耗時(shí),在中小規(guī)模ZigBee網(wǎng)絡(luò)的情況下具有明顯優(yōu)勢(shì)。
【學(xué)位授予單位】：沈陽(yáng)建筑大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TP212.9;TN92

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2743062