WSN中網(wǎng)絡層和低功耗路由協(xié)議的研究和實現(xiàn).pdf

1、當今無線傳感器網(wǎng)絡技術(shù)正飛速地發(fā)展，越來越多的傳感器應用被投入到生產(chǎn)和生活中。WSN其本質(zhì)是基于Ad hoc技術(shù)的自組織網(wǎng)絡。傳統(tǒng)無線網(wǎng)絡的首要目標是提供高的服務質(zhì)量和高效利用網(wǎng)絡帶寬，其次才考慮節(jié)約能量，而WSN的一個主要目標是高效使用能量，延長網(wǎng)絡系統(tǒng)的生存期。因此，已有網(wǎng)絡路由協(xié)議不能用于WSN，必須設計和研究新的面向數(shù)據(jù)的低功耗、自組織的信息傳輸路徑的建立機制和有效的網(wǎng)絡功耗管理方案。 本文深入研究了IEEE802.15

2、.4標準，認真分析了無線網(wǎng)絡領(lǐng)域現(xiàn)存的主要拓撲結(jié)構(gòu)，著重描述了樹狀和Mesh兩種拓撲結(jié)構(gòu)以及該領(lǐng)域現(xiàn)存的相應路由協(xié)議，討論了網(wǎng)絡拓撲及路由協(xié)議對節(jié)點能耗以及整個網(wǎng)絡能耗的影響，并從現(xiàn)實角度提出了WSN中低功耗的解決方案，最后實現(xiàn)了網(wǎng)絡層拓撲的構(gòu)造及路由功能。 首先，本文討論了無線傳感器網(wǎng)絡的發(fā)展概況，進而引出了低功耗和相應的基于Beacon的樹狀路由、LEACH(Low-energy adaptive clustering hi

3、erarchy)、 AODV(Ad hoc On demand Distance Vector Routing Protocol)等路由協(xié)議。在介紹了所涉及到的相關(guān)技術(shù)后，對Beacon機制、地址分配算法、低功耗設計等關(guān)鍵技術(shù)進行了討論，并定義了網(wǎng)絡層需要實現(xiàn)的功能：網(wǎng)絡拓撲管理、短地址管理、路由等。 其次，本文在討論的基礎(chǔ)上定義了樹狀拓撲中各類節(jié)點的基本協(xié)議行為，給出了各類節(jié)點的狀態(tài)機，實現(xiàn)了樹狀拓撲中基于Beacon技術(shù)的樹