本文關(guān)鍵詞：鏈狀結(jié)構(gòu)的ZigBee網(wǎng)絡(luò)容量問題研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：Zig Bee技術(shù)是一種廣泛應(yīng)用于無線傳感網(wǎng)絡(luò)中的通信技術(shù),因其低成本、低功耗、低速率、可嵌入各種設(shè)備的特點(diǎn)而被應(yīng)用到工業(yè)控制、家庭自動(dòng)化和交通管理等領(lǐng)域。然而受自然條件或人工設(shè)施的影響,一些監(jiān)控區(qū)域呈鏈狀分布,例如河流、橋梁、輸電線路、道路等。這些區(qū)域的監(jiān)控節(jié)點(diǎn)呈一維鏈狀分布。在這種場(chǎng)景下,ZigBee網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)容量超過三十個(gè)時(shí),出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)不穩(wěn)定的問題。因此結(jié)合鏈狀網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn),采用ZigBee鏈狀結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)解決容量不足的問題。鏈狀無線網(wǎng)絡(luò)具有以下特點(diǎn):(1)路徑單一,網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)呈線性分布,數(shù)據(jù)傳輸路徑僅有一條;(2)多跳路由,節(jié)點(diǎn)采集的數(shù)據(jù)通過逐跳轉(zhuǎn)發(fā)的方式到達(dá)匯集節(jié)點(diǎn);(3)網(wǎng)絡(luò)負(fù)載不均衡,鄰近匯聚節(jié)點(diǎn)的路由節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)較多,遠(yuǎn)離匯聚節(jié)點(diǎn)的路由轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)較少。因此,在實(shí)際應(yīng)用中,隨著網(wǎng)絡(luò)容量的增大,鏈狀網(wǎng)絡(luò)將出現(xiàn)節(jié)點(diǎn)離線、網(wǎng)絡(luò)崩潰、數(shù)據(jù)傳輸延遲高等不穩(wěn)定問題。針對(duì)因網(wǎng)絡(luò)容量增大引起網(wǎng)絡(luò)不穩(wěn)定的問題,從鏈路可靠性和數(shù)據(jù)傳輸可靠性兩個(gè)方面進(jìn)行研究。其中在鏈路可靠性研究中,采用斷網(wǎng)重連機(jī)制使離線節(jié)點(diǎn)重新入網(wǎng);采用功率控制機(jī)制實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)調(diào)整發(fā)射功率跳過損壞節(jié)點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸;采用雙鏈路下的冗余節(jié)點(diǎn)機(jī)制用于發(fā)現(xiàn)替代線路,提高鏈路傳輸?shù)姆�(wěn)定性。在數(shù)據(jù)傳輸可靠性研究中,采用基于多個(gè)收發(fā)時(shí)隙的調(diào)度機(jī)制提高數(shù)據(jù)發(fā)送的準(zhǔn)確性;通過鏈路分簇的形式實(shí)現(xiàn)減少路由、降低數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)次數(shù)的目的;利用簇內(nèi)數(shù)據(jù)融合減少數(shù)據(jù)量;增加數(shù)據(jù)發(fā)送的差錯(cuò)控制,提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆�(wěn)定性。為了驗(yàn)證方案的可行性,設(shè)計(jì)了一套ZigBee鏈狀無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),并對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行了功能和性能測(cè)試。在功能方面,在部分節(jié)點(diǎn)離線或失效的狀況下,全網(wǎng)其他節(jié)點(diǎn)仍能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸;數(shù)據(jù)融合機(jī)制有效的降低了數(shù)據(jù)量和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)次數(shù)。在性能方面,兩百個(gè)節(jié)點(diǎn)組成的鏈狀網(wǎng)絡(luò)能夠穩(wěn)定地運(yùn)行;其數(shù)據(jù)傳輸?shù)膩G包率和傳輸時(shí)延能夠滿足實(shí)際需要。實(shí)際測(cè)試表明,該系統(tǒng)在大容量網(wǎng)絡(luò)中的穩(wěn)定性和可靠性方面有了很大提高,提高了鏈狀結(jié)構(gòu)的ZigBee網(wǎng)絡(luò)的實(shí)際價(jià)值。
【關(guān)鍵詞】：無線通信 鏈狀網(wǎng)絡(luò) ZigBee 容量問題 可靠性
【學(xué)位授予單位】：重慶郵電大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TN92
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-12
• 第1章 緒論12-16
• 1.1 選題背景12-13
• 1.2 研究現(xiàn)狀13-14
• 1.3 論文主要工作14-15
• 1.4 論文組織結(jié)構(gòu)15-16
• 第2章 ZigBee鏈狀系統(tǒng)分析16-24
• 2.1 Zig Bee技術(shù)16-19
• 2.1.1 ZigBee網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)16-17
• 2.1.2 ZigBee協(xié)議體系結(jié)構(gòu)17-19
• 2.2 鏈狀無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)19-20
• 2.2.1 鏈狀無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)19
• 2.2.2 鏈狀無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的特點(diǎn)19-20
• 2.3 鏈狀網(wǎng)絡(luò)大容量下存在的問題20-23
• 2.3.1 鏈路可靠性問題21-22
• 2.3.2 數(shù)據(jù)傳輸可靠性問題22-23
• 2.4 本章小結(jié)23-24
• 第3章 ZigBee網(wǎng)絡(luò)大容量下的關(guān)鍵技術(shù)研究24-36
• 3.1 鏈路可靠性研究24-28
• 3.1.1 斷網(wǎng)重連機(jī)制24-25
• 3.1.2 功率控制機(jī)制25-26
• 3.1.3 雙鏈路下的冗余節(jié)點(diǎn)機(jī)制26-28
• 3.2 數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃匝芯?/span>28-35
• 3.2.1 介質(zhì)訪問控制協(xié)議28-30
• 3.2.2 路由協(xié)議30-32
• 3.2.3 數(shù)據(jù)融合32-34
• 3.2.4 差錯(cuò)控制34-35
• 3.3 本章小結(jié)35-36
• 第4章 鏈狀無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)36-54
• 4.1 鏈狀無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)測(cè)試平臺(tái)硬件設(shè)計(jì)36-41
• 4.1.1 無線通信模塊電路設(shè)計(jì)36-39
• 4.1.2 路由節(jié)點(diǎn)電路設(shè)計(jì)39-41
• 4.2 鏈狀無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)測(cè)試平臺(tái)軟件設(shè)計(jì)41-52
• 4.2.1 TIMAC的協(xié)議棧結(jié)構(gòu)41-42
• 4.2.2 網(wǎng)絡(luò)層設(shè)計(jì)42-50
• 4.2.3 應(yīng)用層設(shè)計(jì)50-52
• 4.3 本章小結(jié)52-54
• 第5章 系統(tǒng)測(cè)試54-69
• 5.1 系統(tǒng)測(cè)試環(huán)境54-55
• 5.2 系統(tǒng)功能測(cè)試55-63
• 5.2.1 協(xié)調(diào)器建網(wǎng)和路由器入網(wǎng)測(cè)試55-56
• 5.2.2 鏈狀組網(wǎng)以及網(wǎng)絡(luò)通信功能測(cè)試56-58
• 5.2.3 鏈狀網(wǎng)絡(luò)鏈路可靠性測(cè)試58-61
• 5.2.4 鏈狀網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)融合測(cè)試61-63
• 5.3 系統(tǒng)性能測(cè)試63-68
• 5.3.1 網(wǎng)絡(luò)容量測(cè)試63-65
• 5.3.2 大容量下的數(shù)據(jù)傳輸轉(zhuǎn)發(fā)率測(cè)試65-67
• 5.3.3 大容量下的數(shù)據(jù)傳輸時(shí)延測(cè)試67-68
• 5.4 本章小結(jié)68-69
• 第6章 總結(jié)與展望69-71
• 6.1 工作總結(jié)69-70
• 6.2 未來工作展望70-71
• 參考文獻(xiàn)71-74
• 致謝74-75
• 附錄 攻讀碩士學(xué)位期間從事的科研工作及取得的研究成果75

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫 前7條

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本文編號(hào)：288845