面向智能電網(wǎng)的RPL協(xié)議改進(jìn)研究.pdf

1、為了實(shí)現(xiàn)消費(fèi)者、供應(yīng)商和電網(wǎng)設(shè)備之間的雙向通信信息流，智能電網(wǎng)部署一個(gè)電力分配網(wǎng)絡(luò)，即高級(jí)計(jì)量基礎(chǔ)設(shè)施(AMI)。AMI網(wǎng)絡(luò)中的傳感器節(jié)點(diǎn)是資源有限的嵌入式設(shè)備，設(shè)備之間的鏈路通常具有較高的數(shù)據(jù)包丟失率、低帶寬以及不穩(wěn)定性的特點(diǎn)。為滿足低功耗有損網(wǎng)絡(luò)(LLNs)的路由需求，ROLL工作組提出了RPL路由協(xié)議。RPL路由協(xié)議適用于AMI網(wǎng)絡(luò)，它考慮了鏈路的質(zhì)量，但不能很好地優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)的有限電量問(wèn)題。針對(duì)網(wǎng)絡(luò)中存在的能量均衡和鏈路可靠性

2、問(wèn)題，對(duì)RPL路由協(xié)議算法進(jìn)行研究和改進(jìn)是非常有意義的。
　　本文首先介紹了智能電網(wǎng)、智能電網(wǎng)通信網(wǎng)絡(luò)和AMI網(wǎng)絡(luò)，并闡述了國(guó)內(nèi)外RPL路由協(xié)議的研究現(xiàn)狀，研究了RPL路由協(xié)議的內(nèi)容。為改善網(wǎng)絡(luò)能量不均衡，本文先利用剩余能量度量改進(jìn)了RPL路由協(xié)議算法，選擇剩余能量較多的節(jié)點(diǎn)為優(yōu)選父節(jié)點(diǎn)，與其子節(jié)點(diǎn)形成一條路由鏈路。當(dāng)算法只考慮能量度量將會(huì)導(dǎo)致節(jié)點(diǎn)在傳輸數(shù)據(jù)時(shí)具有高丟包率，針對(duì)此問(wèn)題，本文將RPL路由協(xié)議的ETX度量和剩余能量度量

3、按一定權(quán)重比相結(jié)合，提出了能量均衡路由算法——ETEN-RPL。當(dāng)靠近根節(jié)點(diǎn)時(shí)，該算法將會(huì)更可能地選擇剩余能量較多的節(jié)點(diǎn);當(dāng)遠(yuǎn)離根節(jié)點(diǎn)時(shí)，該算法將更可能選擇預(yù)期傳輸次數(shù)較低的一條路徑。ETEN-RPL算法既考慮節(jié)點(diǎn)能量消耗均衡的問(wèn)題，又考慮了路徑上的數(shù)據(jù)可靠性。
　　最后，在Contiki平臺(tái)的Cooja模擬器中，實(shí)現(xiàn)了協(xié)議的仿真模擬。仿真模擬結(jié)果表明，與基于ETX度量的算法和基于剩余能量度量的算法相比，ETEN-RPL算法降低了