基于ZigBee的无线粮情监测系统中路由协议的研究

liuguanJun

摘要
课题来源于教育部留学基金资助的项目“基于ZigBee技术的无
9 d" T& S! k! \  b. |/ U( m线粮情监测系统”，针对实验室建立的无线粮情监测实验系统平台，
' o! S3 D; v1 ?& g对ZigBee的路由协议进行了分析研究，并从课题的实际要求出发,
提出了基于能量均衡的ZigBee路由协议，以期达到延长ZigBee节点
在粮情监测环境中网络寿命的目的。
本课题主要有以下几部分内容:
* Z( C- b* J$ V  Y( v( I* P& u& w7 c首先结合国内外ZigBee 技术应用的背景,分析了粮情监测系统
的一-般构成，并通过对传统的粮情监测系统的特点进行分析，阐述了
目前存在的粮情监测系统的局限性，指出了基于ZigBee无线粮情监
测系统的优越性。
! b$ L+ \. {: {8 H其次，在研究和分析ZigBee协议规范的基础上，对ZigBee网络
3 q# ~8 g9 Y' q5 o7 q6 l层进行了研究，包括拓扑结构、组网技术、网络层地址分配机制，并
对ZigBee路由协议的基本思想、工作过程作了详细的介绍，深入分
1 U! k: a5 b7 `( f, D1 b  h# y析了ZigBee路由协议的性能。在此基础上,在NS-2仿真平台中，基
, i$ z3 e/ `9 _于IEEE 802.15.4 MAC层和物理层模块，完成了ZigBee网络层源代
8 S/ u* f9 `$ g0 G2 W, p码的开发及调试工作，实现了ZigBee 网络层组网、地址分配及
7 }9 h' M) l0 P# ]0 dZ-A0DV路由协议等基本功能，并通过仿真对ZigBee路由协议的性
2 O- T- c9 o9 y. e/ U& ]能进行了详细、深入的分析研究。仿真结果表明: ZigBee 路由协议
Z-AODV与传统的AODV路由算法相比，具有较高的分组递交率、
较低的平均端到端时延和较高的能量剩余，达到了ZigBee 网络的要
% z4 f  c* {' Z& R+ v求。
最后，从粮情监测系统的实际出发，论文给出了一种基于ZigBee
能量均衡的ZigBee路由协议方案-- EZ-AODV, 对其算法进行了详.
细说明和代码的编写，并在NS2.上进行修改、调试。最后进行了NS2
仿真，与Z-AODV进行验证比较能量均衡的效果，仿真结果表明:
$ l% q& ]# o3 w; n, I2 MEZ-A0DV算法能够较好的起到能量均衡的效果，延长了网络生存时
/ t& v6 t+ d/ H; d1 v3 q( R  Q间。


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