Mesh結構無線網(wǎng)絡協(xié)議研究及實現(xiàn).pdf

1、無線Mesh網(wǎng)絡是近年來無線通信領域興起的一個新的研究熱點。傳統(tǒng)星型拓撲的無線網(wǎng)絡結構簡單，覆蓋范圍小，鏈路冗余度差，可靠性低，拓撲擴展不便，無線Mesh網(wǎng)絡擁有網(wǎng)狀拓撲結構，可以彌補星型網(wǎng)絡的這些不足。目前已有的無線網(wǎng)絡協(xié)議無論是無線個域網(wǎng)IEEE802.15.3，IEEE802.15.4還是無線局域網(wǎng)IEEE802.11都不支持Mesh結構。本文專注Mesh結構無線網(wǎng)絡協(xié)議研究與實現(xiàn)，首先綜合分析了Mesh網(wǎng)絡的相關背景和研究進展，

2、對低速無線個域網(wǎng)Mesh協(xié)議進行了分析和研究，設計了一種Mesh結構無線傳感器網(wǎng)絡系統(tǒng)，給出了硬件和協(xié)議實現(xiàn)過程和結果，最后研究了Mesh網(wǎng)絡的擴展應用設計。 本文主要分為六章，包含了協(xié)議研究，軟硬件設計實現(xiàn)，以及應用設計。其中，第二章后半部分和第四、五、六章為本文的重點。 第一章緒論，闡述了Mesh網(wǎng)絡產生的背景，Mesh網(wǎng)絡的特點，Mesh網(wǎng)絡與Ad Hoc網(wǎng)絡的區(qū)別，介紹了目前Mesh網(wǎng)絡的研究進展，綜合分析討論了

3、各種標準對Mesh結構網(wǎng)絡的支持情況。 第二章主要研究低速率無線個域網(wǎng)Mesh協(xié)議。詳細分析了IEEE802.15.4以及對其Mesh結構支持的改進，重點研究了不同的關聯(lián)準則對不同拓撲結構和不同業(yè)務類型的網(wǎng)絡的平均路由跳數(shù)和負載公平性的影響。 第三章研究并設計了Mesh結構的無線傳感網(wǎng)硬件平臺的實現(xiàn)方案，包括設計思路，網(wǎng)絡結構，節(jié)點原理圖，PCB版圖等。為進一步在其上實現(xiàn)Mesh相關協(xié)議提供了操作平臺。 第四章研

4、究在硬件平臺上實現(xiàn)Mesh結構傳感器網(wǎng)絡相關協(xié)議的關鍵技術過程。主要包括協(xié)議分層實現(xiàn)機制，消息機制，MAC層協(xié)議的實現(xiàn)，Mesh層協(xié)議的實現(xiàn)，以及用到的嵌入式軟件開發(fā)環(huán)境和數(shù)據(jù)庫的實現(xiàn)。 第五章研究了Mesh網(wǎng)絡擴展應用的設計。首先設計了三種應用，包括無線Mesh城域網(wǎng)原理設計，Mesh結構智能交通系統(tǒng)的原理設計以及Mesh結構在家庭網(wǎng)絡中的應用。之后作為本章的重點研究并實現(xiàn)了部分基于嵌入式系統(tǒng)技術的Mesh無線網(wǎng)絡試驗平臺，及