基于MICAz節(jié)點(diǎn)的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議的改進(jìn)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的路由協(xié)議是無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域中重要的研究課題之一。雖然目前傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議以及應(yīng)用于大型網(wǎng)絡(luò)的協(xié)議不斷的提出，但大部分的研究工作基于模擬平臺(tái)進(jìn)行協(xié)議性能評(píng)估，基于實(shí)際的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行路由協(xié)議開(kāi)發(fā)的工作尚不多見(jiàn)。因此如何改進(jìn)和實(shí)現(xiàn)可實(shí)用性強(qiáng)的路由協(xié)議是具有現(xiàn)實(shí)意義的工作。本文基于 Berkeley 大學(xué)研制的 TinyOS 操作系統(tǒng)，在Crossbow 公司開(kāi)發(fā)的MICAz傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)上改進(jìn)并實(shí)現(xiàn)了Floodin

2、g、Gossiping和一種適合數(shù)據(jù)壓縮應(yīng)用的混合層次路由協(xié)議，并對(duì)改進(jìn)后的路由協(xié)議進(jìn)行了性能測(cè)試與分析。 本文首先分析了TinyOS操作系統(tǒng)提供的服務(wù)接口和MICAz節(jié)點(diǎn)特性，為自行設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)路由協(xié)議打下了基礎(chǔ)。在此基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了Flooding協(xié)議的報(bào)文格式和源節(jié)點(diǎn)信息表，并開(kāi)發(fā)了單源節(jié)點(diǎn)和多源節(jié)點(diǎn)路由協(xié)議。設(shè)計(jì)中，利用序列號(hào)的方法有效緩解了Flooding協(xié)議存在的內(nèi)爆問(wèn)題。 然后，介紹了多源節(jié)點(diǎn)Gossiping

3、協(xié)議的開(kāi)發(fā)過(guò)程。類似地，本文設(shè)計(jì)了相應(yīng)的報(bào)文格式，然后設(shè)計(jì)了一種鄰居節(jié)點(diǎn)表，并通過(guò)選擇性的廣播應(yīng)答機(jī)制和隨機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)選擇機(jī)制以消除兩個(gè)相鄰節(jié)點(diǎn)的之間的數(shù)據(jù)循環(huán)發(fā)送問(wèn)題，有效地降低了傳輸延時(shí)和網(wǎng)絡(luò)能耗，同時(shí)對(duì)鄰居表更新進(jìn)行了一些處理。 此后，為數(shù)據(jù)壓縮應(yīng)用設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了一種類似于LEACH協(xié)議的混合式層次路由協(xié)議。首先設(shè)計(jì)了集中式的成簇方案，然后對(duì)TinyOS自帶的平面路由協(xié)議LEPS進(jìn)行擴(kuò)展，實(shí)現(xiàn)了一種混合層次路由協(xié)議，最終可將壓縮數(shù)據(jù)