ZigBee網絡孤立點問題與節(jié)能路由算法研究.pdf

1、隨著我國城市化進程和城市基礎設施建設的加快，如何保障城市排水管網的運行安全是急需解決的問題。建立城市排水管網安全運行動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)是必要的。在山地環(huán)境中，有線網絡存在布線難度大、人工維護難等缺點，而大中城市排水管網監(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)需要部署大量價格高的蜂窩通信通信模塊且蜂窩模塊耗電量大，導致系統(tǒng)建設成本高而且維護工作量大。ZigBee無線傳感器網絡具有降低投資成本、結構靈活、易于

2、改造、無需布線的優(yōu)勢,已得到越來越多的應用。但ZigBee是一個逐漸成熟的新型無線短距離通信技術，存在一些不足，包括ZigBee分布式地址分配機制影響網絡地址資源的充分利用，且其節(jié)點參數(shù)配置不當會導致網絡孤立點(不能成功入網的節(jié)點)，使某些期望的連接被斷開，造成一些部署設備的空置和網絡連接率的降低，導致硬件資源的浪費，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的應用需求，拓寬網絡的覆蓋范圍，避免網絡監(jiān)測設備成

3、為孤立設備，針對ZigBee孤立點問題，分析了ZigBee技術連接機制和ZigBee分布式地址分配機制以及導致孤立點問題的原因，提出了減少孤立點的新思路，給出了減免ZigBee網絡孤立點的算法，用開發(fā)的算法測試程序測試算法的可行性，結合網絡層幀結構，設計了適用于轉移算法的簡潔命令幀。其次，為了降低ZigBee網絡節(jié)點設備的能耗，針對大中城市排水管網規(guī)模大的特點，采用分簇思想，設計了一種節(jié)能路由算法，即MBC-AODV-Cluster算法

4、，對算法進行了模擬和結果分析。
　　 孤立點減免算法模擬測試結果表明，該算法能夠有效地利用ZigBee網絡地址資源，明顯減少ZigBee網絡孤立點，部署設備的網絡連接率可提高7％-13％。在相同環(huán)境下，對MBC-AODV-Cluster算法與AODV算法進行了比較，結果表明該算法能夠降低5％的能耗，MBC-AODV-Cluster算法的報文發(fā)送成功率隨著網絡節(jié)點的增加逐漸減少，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