基于ZigBee的无线粮情监测系统中路由协议的研究

liuguanJun

摘要
, Y; s3 \/ c9 `2 E课题来源于教育部留学基金资助的项目“基于ZigBee技术的无
% g! b& ?0 Q$ D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，
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
; \* W! [/ n2 H2 X在粮情监测环境中网络寿命的目的。
6 m4 C7 s% ]+ _6 e/ L本课题主要有以下几部分内容:
首先结合国内外ZigBee 技术应用的背景,分析了粮情监测系统
8 v& F  D# g: d- J8 D& r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
- k! `7 p5 q; A) N& f! G, H# A& s) b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
! A, ~7 K2 |2 ]. c1 r8 s测系统的优越性。
其次，在研究和分析ZigBee协议规范的基础上，对ZigBee网络
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
析了ZigBee路由协议的性能。在此基础上,在NS-2仿真平台中，基
于IEEE 802.15.4 MAC层和物理层模块，完成了ZigBee网络层源代
# n$ b, ]& n. W0 F码的开发及调试工作，实现了ZigBee 网络层组网、地址分配及
8 q6 w/ g$ y' A9 SZ-A0DV路由协议等基本功能，并通过仿真对ZigBee路由协议的性
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、
2 }% ?2 Z, N- P2 T3 W; X/ W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
1 V! a* g' m/ w5 V5 F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.
$ y- J: Q+ g0 m; f: [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
$ J5 N+ V  ?, o1 I" A2 y5 a仿真，与Z-AODV进行验证比较能量均衡的效果，仿真结果表明:
EZ-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
间。


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