基于Contiki操作系統(tǒng)的RPL路由協(xié)議的研究與改進(jìn).pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WSN)是由大量具有存儲能力、數(shù)據(jù)處理能力以及無線通信功能的傳感器節(jié)點(diǎn)組成。這些傳感器節(jié)點(diǎn)隨機(jī)地分布在目標(biāo)區(qū)域，自組織形成一個(gè)多跳的網(wǎng)絡(luò)。它們通過所形成的網(wǎng)絡(luò)將采集到的目標(biāo)環(huán)境的數(shù)據(jù)信息傳輸給網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)，從而實(shí)現(xiàn)對目標(biāo)環(huán)境的實(shí)時(shí)監(jiān)測和控制。然而這種多點(diǎn)對單點(diǎn)的傳輸方式極易引起負(fù)載不均衡的現(xiàn)象。這種負(fù)載不均衡會使得部分關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)由于負(fù)載過重而過早地耗盡電量，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)原有覆蓋區(qū)域喪失通信能力。因此，在設(shè)計(jì)路由協(xié)議時(shí)必須加入負(fù)載均

2、衡機(jī)制。本文以網(wǎng)絡(luò)負(fù)載均衡為目的，做了以下研究：
　　首先，闡述了RPL路由協(xié)議產(chǎn)生的背景，同時(shí)指出了RPL網(wǎng)絡(luò)中出現(xiàn)負(fù)載不均衡的原因，并對RPL路由協(xié)議負(fù)載均衡改進(jìn)方案進(jìn)行了總結(jié)。
　　其次，對研究平臺Contiki操作系統(tǒng)及其仿真工具Cooja進(jìn)行了介紹，接著深入研究了RPL路由協(xié)議，包括其控制消息、拓?fù)錁?gòu)建、路由過程、目標(biāo)函數(shù)以及路由度量標(biāo)準(zhǔn)。在深入研究RPL的基礎(chǔ)上，使用Cooja仿真器對RPL路由協(xié)議進(jìn)行仿真測試，

3、包括組網(wǎng)測試、Trickle機(jī)制測試以及網(wǎng)絡(luò)修復(fù)能力測試。通過測試驗(yàn)證了RPL在低功耗有損網(wǎng)絡(luò)中的良好性能與優(yōu)勢。
　　然后，針對RPL路由協(xié)議中只有單一路由度量標(biāo)準(zhǔn)的不足，本文通過將節(jié)點(diǎn)的剩余能量進(jìn)行等級劃分，然后結(jié)合節(jié)點(diǎn)間的鏈路質(zhì)量，提出了一種基于可靠性的能量均衡路由度量算法(EETX)。EETX不僅保證了無線鏈路的可靠性，還將傳感器節(jié)點(diǎn)的剩余能量作為路徑選擇的重要參考，解決了部分節(jié)點(diǎn)始終處在重度使用狀態(tài)的問題。
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