基于ZigBee的无线粮情监测系统中路由协议的研究

liuguanJun

摘要
' @9 C* G0 f1 O: d' ~课题来源于教育部留学基金资助的项目“基于ZigBee技术的无
; U7 a# y/ A5 @9 U7 ]( i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,
8 h1 x- I$ y9 b; `+ @提出了基于能量均衡的ZigBee路由协议，以期达到延长ZigBee节点
. v9 E9 c2 E- b( H3 j6 y在粮情监测环境中网络寿命的目的。
; F# c! x4 g6 c) i; N% F% G" H4 `* z本课题主要有以下几部分内容:
" k. g3 W( u* X7 p) F! B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
  J/ b+ M3 X2 s2 w" H! T) k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
2 o* A: w* Q; D, _% }4 j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
, _, W* ~0 z' ^; \4 U- R$ \于IEEE 802.15.4 MAC层和物理层模块，完成了ZigBee网络层源代
4 T  Z7 j1 g1 H! ~5 u! E码的开发及调试工作，实现了ZigBee 网络层组网、地址分配及
Z-A0DV路由协议等基本功能，并通过仿真对ZigBee路由协议的性
2 a# @$ S  l# M6 B( e8 @9 l& H能进行了详细、深入的分析研究。仿真结果表明: ZigBee 路由协议
' E* E2 n9 _* I9 W! C& G! lZ-AODV与传统的AODV路由算法相比，具有较高的分组递交率、
7 a! o$ Q. _  u& A" O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
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
) i8 k0 }+ |! A- k* c能量均衡的ZigBee路由协议方案-- EZ-AODV, 对其算法进行了详.
. ?) c: `" P9 ]3 g; U7 K/ g+ }9 P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
) D3 n2 r9 c+ x0 n7 M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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