基于ZigBee的鐵路集裝箱站信息系統(tǒng)組網(wǎng)和路由協(xié)議研究.pdf

1、集裝箱運輸作為一種快速、安全、低成本的運輸方式，在全球貨運中起著十分重要的作用。但是隨著集裝箱運輸?shù)牟粩喟l(fā)展，集裝箱信息采集的自動化、實時化卻相對滯后，信息采集的效率較低，嚴重影響了集裝箱運輸業(yè)的進一步發(fā)展。而ZigBee是一種新興的近距離、低復雜度、低功耗、低成本的無線網(wǎng)絡技術，可以嵌入各種設備中。利用ZigBee技術構建集裝箱站點通信網(wǎng)絡，實現(xiàn)集裝箱信息的自動采集，將提高集裝箱站點的工作效率，為集裝箱運輸實現(xiàn)智能化、現(xiàn)代化管理奠定基

2、礎。本論文針對集裝箱跟蹤、管理中存在的效率低、人力成本高、出錯率高、實時性差等問題，給出了基于ZigBee技術的組建網(wǎng)絡的總體設計方案，重點研究了網(wǎng)絡層路由算法的改進策略。 本文首先介紹了無線傳感器網(wǎng)絡的特點及應用，然后介紹了基于IEEE802.15.4的ZigBee技術標準、ZigBee協(xié)議棧，重點分析了ZigBee協(xié)議網(wǎng)絡層規(guī)范。接下來，在分析和研究了ZigBee網(wǎng)絡拓撲和現(xiàn)有的無線傳感器網(wǎng)絡路由協(xié)議、算法的基礎上，提出了基

3、于ZigBee技術的鐵路集裝箱站信息系統(tǒng)的總體組網(wǎng)方案，實現(xiàn)了ZigBee網(wǎng)狀網(wǎng)絡組網(wǎng)；并從均衡消耗整個網(wǎng)絡能量的角度，提出了對原有Cluster-Tree與AODV相結合的路由算法的改進方案。改進的路由算法利用門限值、基于權重的路由選擇和分群的思想，較好的解決了網(wǎng)絡節(jié)點過早死亡和網(wǎng)絡分割的問題，達到了延長整個網(wǎng)絡生存期的目的。 最后，利用NS2仿真軟件，模擬集裝箱站場的網(wǎng)絡拓撲環(huán)境，對原有路由協(xié)議和改進的路由協(xié)議進行仿真實驗和