無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧與可靠通信技術(shù)的研究.pdf

1、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WirelessSensorNetworks，WSN)是近年來(lái)無(wú)線通信應(yīng)用領(lǐng)域的一個(gè)研究熱點(diǎn)。ZigBee被認(rèn)為是無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的主流協(xié)議，對(duì)于基于ZigBee的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧，國(guó)內(nèi)并沒(méi)有完全開源的軟件平臺(tái)，國(guó)內(nèi)用戶只能使用國(guó)外提供的ZigBee開發(fā)平臺(tái)，而且這些平臺(tái)里的很多功能封裝成庫(kù)、價(jià)格昂貴，基于此，本文對(duì)ZigBee協(xié)議棧的軟件實(shí)現(xiàn)做了深入研究;同時(shí)由于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)具有節(jié)點(diǎn)密度大、節(jié)點(diǎn)能量有限、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋭?dòng)

2、態(tài)變化、多跳數(shù)據(jù)傳輸、無(wú)線鏈路帶寬受限等特點(diǎn)，使得可靠通信成為一個(gè)值得探討的問(wèn)題，在此背景下，本文還對(duì)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的可靠通信技術(shù)進(jìn)行了深入研究，主要從抗干擾技術(shù)和擁塞控制技術(shù)兩個(gè)方面來(lái)著手。
　　 論文首先介紹了與無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)相關(guān)的基本概念、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的抗干擾技術(shù)和擁塞控制技術(shù)的研究現(xiàn)狀，為本文下面的內(nèi)容做好基礎(chǔ)知識(shí)的鋪墊。
　　 其次，研究了ZigBee協(xié)議棧的軟件實(shí)現(xiàn)。首先介紹了ZigBee協(xié)議棧的總體設(shè)計(jì)

3、，包括對(duì)ZigBee協(xié)議棧體系結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)介、實(shí)現(xiàn)該協(xié)議棧用到的硬件平臺(tái)和軟件環(huán)境、協(xié)議棧的總體設(shè)計(jì)思路。其次，介紹了ZigBee協(xié)議棧中的MAC層的軟件實(shí)現(xiàn)，詳細(xì)的介紹了實(shí)現(xiàn)各個(gè)功能的步驟。最后用測(cè)試的方法驗(yàn)證了所實(shí)現(xiàn)的協(xié)議棧軟件的正確性。
　　 然后，研究了WiFi共存時(shí)ZigBee的干擾問(wèn)題。首先對(duì)ZigBee自身采取的抗干擾技術(shù)進(jìn)行分析，指出這些技術(shù)并不能有效的抵抗同頻干擾。其次分析了現(xiàn)有的一種基于頻率捷變的抗干擾技術(shù)，指出

4、其不足。然后提出了一種新的抗干擾方法:基于頻率捷變的分布式自適應(yīng)抗干擾技術(shù)，它包括干擾檢測(cè)和干擾避免兩個(gè)部分，針對(duì)干擾程度的不同采取不同的干擾避免流程，采用分布式的干擾避免方法使得干擾區(qū)節(jié)點(diǎn)和非干擾區(qū)節(jié)點(diǎn)工作在不同的信道上。最后對(duì)所提出的方法進(jìn)行仿真驗(yàn)證，仿真結(jié)果表明該方法能有效的避免干擾，保證網(wǎng)絡(luò)通信的可靠性。
　　 最后，研究了無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的擁塞問(wèn)題。首先對(duì)兩種現(xiàn)有的擁塞控制方法進(jìn)行介紹，指出其不足。然后基于現(xiàn)有技術(shù)，提出