基于IEEE 802.15.4標準的無線傳感器網(wǎng)絡(Wireless Sensor Network,WSN)具有低能耗、低成本、易擴展等優(yōu)點,在物聯(lián)網(wǎng)、智能醫(yī)療等領域有重要的應用前景。該標準定義超幀結構,實現(xiàn)低占空比技術與混合CSMA/TDMA技術的有效結合;定義簇樹拓撲結構,易于擴展網(wǎng)絡規(guī)模。在無線傳感器網(wǎng)絡路由算法和MAC協(xié)議設計方面,現(xiàn)有的研究成果大多關于實現(xiàn)全網(wǎng)任意節(jié)點間的路由構建和數(shù)據(jù)傳輸,而新科技的發(fā)展對其提出新的要求,許多應用場景需要匯聚節(jié)點從網(wǎng)絡各節(jié)點收集數(shù)據(jù)來集中處理。為滿足這種需求,本文為可移動無線傳感器網(wǎng)絡提出基于鄰居表的簇樹路由算法,即NT-CTR路由算法,以及基于共享時隙的MAC協(xié)議,即SS-MAC。NT-CTR算法借鑒ZBR(ZigBee Routing)、Cluster-Tree兩種典型簇樹路由算法優(yōu)點,并對其進行較大地改進和創(chuàng)新:將節(jié)點分為匯聚節(jié)點、簇頭節(jié)點和成員節(jié)點三類,以執(zhí)行不同的路由功能;考慮節(jié)點間的距離和移動性,且對匯聚節(jié)點的子節(jié)點數(shù)進行特殊設置,以減小網(wǎng)絡最大深度和數(shù)據(jù)幀端到端時延;采用分步式構建網(wǎng)絡拓撲,以減小控制開銷。算法重點設計網(wǎng)絡地址分...

【文章頁數(shù)】：72 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題研究背景與意義
    1.2 無線傳感器網(wǎng)絡簡介
        1.2.1 無線傳感器網(wǎng)絡的特點及應用
        1.2.2 無線傳感器網(wǎng)絡主要技術
    1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.3.1 路由協(xié)議研究
        1.3.2 數(shù)據(jù)鏈路層MAC協(xié)議的研究
        1.3.3 跨層協(xié)議的研究
        1.3.4 性能分析及其優(yōu)化的研究
        1.3.5 能效協(xié)議的研究
    1.4 主要研究內(nèi)容及章節(jié)安排
        1.4.1 主要研究內(nèi)容
        1.4.2 論文章節(jié)安排
第2章 IEEE802.15.4標準
    2.1 標準簡介
    2.2 MAC層功能與機制
第3章 路由算法設計與性能分析
    3.1 無線傳感器網(wǎng)絡路由協(xié)議概述
    3.2 簇樹路由協(xié)議
    3.3 NT-CTR路由算法設計
        3.3.1 算法設計動機和目標
        3.3.2 地址分配策略
        3.3.3 NT-CTR路由算法流程
    3.4 仿真
        3.4.1 分組投遞率
        3.4.2 分組平均跳數(shù)
        3.4.3 路由控制開銷
    3.5 本章小結
第4章 MAC協(xié)議設計與性能分析
    4.1 網(wǎng)絡周期規(guī)劃
    4.2 起始階段設計
    4.3 穩(wěn)定階段設計
        4.3.1 共享時隙
        4.3.2 傳輸機制
    4.4 協(xié)議性能及參數(shù)分析
        4.4.1 共享時隙參數(shù)分析
        4.4.2 簇內(nèi)數(shù)據(jù)收集模型
        4.4.3 能耗分析
    4.5 實驗仿真
        4.5.1 分組平均等待時間
        4.5.2 能耗
        4.5.3 SS-MAC協(xié)議與IEEE802.15.4 標準的性能對比
    4.6 本章小結
總結與展望
    1.總結
    2.展望
參考文獻
致謝
附錄 A 攻讀學位期間所發(fā)表的學術論文目錄
附錄 B 參與導師主持的科研項目



本文編號：3862650