基于能量有效的zigbee网络路由算法研究.pdf

山东大学

硕士学位论文

基于能量有效的ZigBee网络路由算法研究

姓名：班艳丽

申请学位级别：硕士

专业：计算机应用技术

指导教师：柴乔林

20090405
摘要它必将成为无线接入领域的又一颗璀璨的新星，它将为现代信息社会人们的工作在基于能量均衡的ZigBee网络树路由算法中，主要针对ZigBee网络树路由算法中的路由非最优以及某些节点可能会因为业务量过大丽过早耗尽电池能量同时，本文对基于能量均衡的的树路由算法和降低控制开销的AODVjr路由山东大学硕士学位论文—●●—■■●■————■■—■量量皇量量—曾鼍蔓蔓囊■■■■■—■—■■■■—■■■—|量—量量皇量置量皇詈墨pm毫量●■■■■——■—■■—■—●●■■■■—量曹日■■■一ZigBee是一种低成本、低功耗、低速率的短距离无线通信新技术，该技术主要针对低速率无线传感器和控制网络而设计，能广泛地应用于工业控制、家庭自动化以及医疗设备控制等无线通信应用场合。随着ZigBee的不断发展与完善，和生活方式带来一场新的革命。目前，针对ZigBee网络自身的特点和用途设计能量有效的路由算法已成为ZigBee网络研究的一个重要课题。由于ZigBee网络中节点的能量资源、计算能力和带宽都非常有限，并且ZigBee节点一般由电池供电，ZigBee网络的寿命严重依赖节点电池能量的有效利用，因此节点电池能量的有效利用从而延长网络寿命在ZigBee网络中是至关重要的，ZigBee网络路由节能技术研究也将是一项非常有意义的课题。本文首先介绍了ZigBee网络的特点及基本概念，之后对目前ZigBee网络树路由算法和AODVjr路由算法进行了详细阐述，对部分公式做了相应证明，并分别分析了这两种路由算法所存在的不足。在此基础上，本文从节约网络能量和延长网络生命周期的角度，针对两种不同的路由算法分别提出了基于能量均衡的ZigBee网络树路由算法和降低控制开销的ZigBee网络AODVjr路由算法。的问题，引入邻居表，在数据传输过程中，综合考虑路由跳数和节点剩余能量，并且及时对能量临界值Cw。in。进行调整，路由选择的时候尽量避开剩余能量较低的节点。在降低控制开销的ZigBee网络AODVjr算法中，针对ZigBee网络AODVjr路由算法路由发现过程中的RREQ分组大量洪泛问题，通过采用AODVjr算法和树路由算法相结合的方式，对RREQ分组的传输范围和大致方向进行控制，适当的限制路由发现过程中RREQ包的转发和产生，从而降低网络中的控制开销，降低了网络整体能量消耗。
关键词：ZigBee网络：树路由；AODVjr：能量有效：OM-NET++仿真山东大学硕士学位论文算法均采用OMNET++仿真器进行仿真，并对实验结果进行详细地研究和分析。通过对实验结果的比较分析，证明了这两种改进算法均能有效地节省网络的总体能量消耗，实现网络负载均衡，最大化网络的生存时间。II
technologysignificant．network．Then，Itransmissions，C、啪．啦Wastwo山东大学硕士学位论文ABSTRACTconsumption，short-distancecommunicationcontrol，houseandZigBeeenergyefficientAODVjranalyzedenergy-balancedenergy—balancedbyconsideringadjustedwithalgorithm,AODVjrcombinedpackets，andCancontrolmedicaltreatmentSOnetworkimportantusetheefficientlybasedthistoalgorithmalgorithm,provedsomeshortcomingswork．BasedbecausemakeconsideredRREQdiscoveryphaseproposed．InrangeconsumptionWassameZigBee，alow-cost,low-powerwirelesstechnology，isdesignedforlow-ratenetwork，sobeusedinapplicationfieldsofsuch骶theindustryautomatizationon．Becausedeviceissuppliedbatterieslimited,thelifetimeseriously．Therefore，itZigbeenetwork，andresearchroutingInthesis，first，Iintroducedfeaturesconceptionsgavedefiledintroductionformulatio