ZigBee網(wǎng)絡(luò)孤立點(diǎn)問題與節(jié)能路由算法研究.pdf

1、隨著我國城市化進(jìn)程和城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的加快，如何保障城市排水管網(wǎng)的運(yùn)行安全是急需解決的問題。建立城市排水管網(wǎng)安全運(yùn)行動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)是必要的。在山地環(huán)境中，有線網(wǎng)絡(luò)存在布線難度大、人工維護(hù)難等缺點(diǎn)，而大中城市排水管網(wǎng)監(jiān)測區(qū)域大，若每個傳感器直接采用GSM/GPRS等蜂窩通信模塊上傳數(shù)據(jù)，則系統(tǒng)需要部署大量價(jià)格高的蜂窩通信通信模塊且蜂窩模塊耗電量大，導(dǎo)致系統(tǒng)建設(shè)成本高而且維護(hù)工作量大。ZigBee無線傳感器網(wǎng)絡(luò)具有降低投資成本、結(jié)構(gòu)靈活、易于

2、改造、無需布線的優(yōu)勢,已得到越來越多的應(yīng)用。但ZigBee是一個逐漸成熟的新型無線短距離通信技術(shù)，存在一些不足，包括ZigBee分布式地址分配機(jī)制影響網(wǎng)絡(luò)地址資源的充分利用，且其節(jié)點(diǎn)參數(shù)配置不當(dāng)會導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)孤立點(diǎn)(不能成功入網(wǎng)的節(jié)點(diǎn))，使某些期望的連接被斷開，造成一些部署設(shè)備的空置和網(wǎng)絡(luò)連接率的降低，導(dǎo)致硬件資源的浪費(fèi)，甚至無法及時得到某些重要監(jiān)測數(shù)據(jù)。
　　 為了滿足城市排水管網(wǎng)的應(yīng)用需求，拓寬網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍，避免網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測設(shè)備成

3、為孤立設(shè)備，針對ZigBee孤立點(diǎn)問題，分析了ZigBee技術(shù)連接機(jī)制和ZigBee分布式地址分配機(jī)制以及導(dǎo)致孤立點(diǎn)問題的原因，提出了減少孤立點(diǎn)的新思路，給出了減免ZigBee網(wǎng)絡(luò)孤立點(diǎn)的算法，用開發(fā)的算法測試程序測試算法的可行性，結(jié)合網(wǎng)絡(luò)層幀結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)了適用于轉(zhuǎn)移算法的簡潔命令幀。其次，為了降低ZigBee網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)設(shè)備的能耗，針對大中城市排水管網(wǎng)規(guī)模大的特點(diǎn)，采用分簇思想，設(shè)計(jì)了一種節(jié)能路由算法，即MBC-AODV-Cluster算法

4、，對算法進(jìn)行了模擬和結(jié)果分析。
　　 孤立點(diǎn)減免算法模擬測試結(jié)果表明，該算法能夠有效地利用ZigBee網(wǎng)絡(luò)地址資源，明顯減少ZigBee網(wǎng)絡(luò)孤立點(diǎn)，部署設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)連接率可提高7％-13％。在相同環(huán)境下，對MBC-AODV-Cluster算法與AODV算法進(jìn)行了比較，結(jié)果表明該算法能夠降低5％的能耗，MBC-AODV-Cluster算法的報(bào)文發(fā)送成功率隨著網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的增加逐漸減少，但明顯優(yōu)于AODV算法，降低了數(shù)據(jù)傳輸?shù)难舆t及路由控