ZigBee網(wǎng)絡(luò)的分簇及節(jié)能路由協(xié)議研究.pdf

1、現(xiàn)階段ZigBee技術(shù)的應(yīng)用非常廣泛，關(guān)于ZigBee網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議的研究也很多。但是目前ZigBee網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用環(huán)境開始逐漸從網(wǎng)絡(luò)規(guī)模小、覆蓋范圍窄的小網(wǎng)絡(luò)場景轉(zhuǎn)向網(wǎng)絡(luò)規(guī)模大、覆蓋范圍廣的大網(wǎng)絡(luò)場景，而ZigBee現(xiàn)有路由協(xié)議受到本身性能的約束，實際運(yùn)用效果并不佳。為此，本文以大規(guī)模ZigBee網(wǎng)絡(luò)為背景，旨在減小路由開銷的情況下，節(jié)約網(wǎng)絡(luò)節(jié)點能耗，以提高其能效性。另外，在分析傳統(tǒng)的ZigBee網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議基礎(chǔ)上，本文采用了一種有別于現(xiàn)有

2、ZigBee分簇路由協(xié)議的快速、簡單的分簇方法，并借鑒ZBR路由協(xié)議的多協(xié)議結(jié)合使用的思路，改進(jìn)設(shè)計了一種新型的適合于大密度網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的ZigBee網(wǎng)絡(luò)分簇及節(jié)能的路由協(xié)議ZB-CESRP。
　　在傳統(tǒng)的大型傳感器網(wǎng)絡(luò)中，對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行邏輯分簇是一種用以解決在此類場景中所將面臨通信問題的基本方法，然而將分簇方法應(yīng)用于ZigBee網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議方面的研究卻不多。本文針對大規(guī)模的ZigBee網(wǎng)絡(luò)，采用邏輯簇劃分思想，同時結(jié)合了ZigBee網(wǎng)絡(luò)

3、由中心PAN協(xié)調(diào)器發(fā)起組網(wǎng)的特點——在組網(wǎng)同時以PAN節(jié)點及其直接ZR子節(jié)點為初始簇頭的新型快速成簇方法，且網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點角色簡單。在邏輯分簇的基礎(chǔ)上，將節(jié)點之間的通信分為簇內(nèi)通信與簇間通信兩種情況，與之相對應(yīng)的路由機(jī)制也分為簇內(nèi)路由與簇間路由。ZB-CERSP協(xié)議借鑒了ZBR路由協(xié)議的思路，并對其進(jìn)行了改進(jìn)：簇內(nèi)通信使用改進(jìn)的樹路由協(xié)議，節(jié)點在查詢表項未果的情況下，使用樹路由機(jī)制來發(fā)送報文，這樣不僅避免了樹路由的路徑過長問題，而且也不用路

4、由尋找的發(fā)起過程；簇間路由則使用區(qū)域路由的方式，簇間節(jié)點的路由建立是以尋找離源節(jié)點最近的能夠通往目的簇的中間節(jié)點為首要任務(wù)，此種設(shè)計有利于縮小路由報文的傳播范圍，減少路由開銷。此外，為了節(jié)約簇頭節(jié)點能量、均衡網(wǎng)絡(luò)能耗，ZB-CESRP協(xié)議提出了一些輔助機(jī)制，如簇頭輪換策略、路由過程中中心協(xié)調(diào)器PAN節(jié)點的避讓策略等，還設(shè)計了路由維護(hù)機(jī)制，隨后也對簇維護(hù)相關(guān)機(jī)制的問題進(jìn)行了討論。
　　最后，通過仿真實驗平臺的搭建，完成了對本文設(shè)計的