無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議棧的研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)作為21世紀(jì)改變?nèi)祟惿畹闹卮蠹夹g(shù)之一,在眾多領(lǐng)域都有著非常廣泛的應(yīng)用前景。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)通常由數(shù)量較多的采集節(jié)點(diǎn)、匯聚節(jié)點(diǎn)以及上位機(jī)組成。采集節(jié)點(diǎn)采集監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)被感知對(duì)象的信息,使用自組網(wǎng)多跳的方式與匯聚節(jié)點(diǎn)通信,上位機(jī)通過與匯聚節(jié)點(diǎn)通信,獲得監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)感知數(shù)據(jù),從而實(shí)現(xiàn)對(duì)物理世界信息的獲取。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議棧作為網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)與節(jié)點(diǎn)之間、節(jié)點(diǎn)與匯聚節(jié)點(diǎn)之間主要的通信連接方式,對(duì)網(wǎng)絡(luò)的管理和網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)的傳輸起著至關(guān)重要

2、的作用。
　　無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議棧主要包括物理層、MAC層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層。本文在參考 IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議規(guī)范和 ZigBee協(xié)議規(guī)范的基礎(chǔ)上,對(duì)通信協(xié)議棧進(jìn)行設(shè)計(jì)、仿真和實(shí)現(xiàn)。通信協(xié)議棧的 MAC層具有信道掃描、節(jié)點(diǎn)關(guān)聯(lián)和數(shù)據(jù)請(qǐng)求等功能,能夠穩(wěn)定可靠的實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。通信協(xié)議棧網(wǎng)絡(luò)層支持網(wǎng)絡(luò)的建立、加入和離開,并具有單播和廣播數(shù)據(jù)功能;同時(shí)網(wǎng)絡(luò)層負(fù)責(zé)路由的發(fā)現(xiàn)和維護(hù),其路由策略支持樹路由、最小成本路由和能量均衡路

3、由。通信協(xié)議棧應(yīng)用層以環(huán)境監(jiān)測(cè)為基礎(chǔ)進(jìn)行設(shè)計(jì),能實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)地址、路由表、鄰居表和采集數(shù)據(jù)的收集,并下發(fā)休眠指令。整個(gè)通信協(xié)議?？梢浦残愿摺⒕哂心芎木饴酚刹呗院土己玫木幊探涌?能降低無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用開發(fā)難度,并為開發(fā)人員根據(jù)實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景優(yōu)化協(xié)議棧、提高網(wǎng)絡(luò)效能提供了基礎(chǔ)。
　　本文以網(wǎng)絡(luò)模擬仿真軟件NS2為平臺(tái),對(duì)通信協(xié)議棧網(wǎng)絡(luò)層進(jìn)行仿真驗(yàn)證,特別是對(duì)網(wǎng)絡(luò)層的最小成本路由策略和能量均衡路由策略進(jìn)行仿真分析。在以CC2530射