Mesh網(wǎng)絡(luò)路由器算法在WSN分布式采集中的優(yōu)化.pdf

1、獲取青藏鐵路沿線凍土區(qū)域路基的地溫，一直是相關(guān)工作人員的基礎(chǔ)工作，但長期以來主要采用傳統(tǒng)的人工觀測方式，這種觀測方式容易受惡劣環(huán)境的影響，數(shù)據(jù)的準確性差，實時性無法得到保證。
　　本文背景項目是青藏鐵路北麓河路塹段星云測控WSN分布式地溫監(jiān)測系統(tǒng)，系統(tǒng)采用基于WSN技術(shù)的節(jié)點將其分布在長約2公里、寬約1公里且起伏不平無法通視的25個點位37個測孔的凍土進行監(jiān)測，利用自組網(wǎng)技術(shù)和高精度多路數(shù)據(jù)采集技術(shù)，匯集到基于Android的分中

2、心（網(wǎng)關(guān)）。由于前期節(jié)點采用原ZigBee路由協(xié)議，其記憶的失效節(jié)點判決機制經(jīng)常將暫時無法連接的節(jié)點判決為永久失效節(jié)點而加以排除，而受行車遮擋和天氣等因素影響，節(jié)點暫時無法入網(wǎng)的情況無法避免，從而導(dǎo)致在經(jīng)過一段時間的運行后，能夠入網(wǎng)節(jié)點的數(shù)量越來越少。
　　本文根據(jù)系統(tǒng)的實際應(yīng)用情況對發(fā)現(xiàn)的路由問題給出了相應(yīng)的解決方案。首先介紹了WSN分布式采集系統(tǒng)的總體設(shè)計框架，并對系統(tǒng)的各個組成部分及工作過程進行了簡要的描述。針對WSN采集系

3、統(tǒng)所采用的ZigBee協(xié)議只支持終端節(jié)點的休眠機制而路由節(jié)點需要始終保持在工作的模式，無法滿足系統(tǒng)長期監(jiān)測的低功耗要求以及節(jié)點入網(wǎng)率不高、路由信息不完善的現(xiàn)狀，本文重點研究了ZigBee路由算法、WSN網(wǎng)絡(luò)的休眠喚醒機制等，設(shè)計實現(xiàn)了一種分層喚醒、逐層入網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)喚醒和路由建立機制，采用定時芯片和定時器中斷的方法對鏈路節(jié)點的工作模式進行切換，實現(xiàn)了路由節(jié)點的休眠與定時喚醒的軟硬件設(shè)計，解決了路由節(jié)點不能休眠的問題，降低了網(wǎng)絡(luò)的耗能。針對傳

4、感器節(jié)點入網(wǎng)不全和路由維護的問題，采用了基于關(guān)聯(lián)表的路由優(yōu)化方法，解決了路由不穩(wěn)定造成的數(shù)據(jù)采集不完整的問題。針對網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的關(guān)聯(lián)情況不直觀的缺陷，采用了基于鄰居表的方法對網(wǎng)絡(luò)的路由信息和節(jié)點關(guān)系進行獲取，使網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的管理和路由的分析更加方便。
　　本文圍繞著ZigBee協(xié)議的路由算法展開了深入的理論研究并經(jīng)過了實踐的檢驗，提高了網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性降低了功耗，具有一定的現(xiàn)實意義和應(yīng)用價值。經(jīng)改進后的路由算法在青藏鐵路北麓河路塹試驗段的一年