Mesh网络架构下ZigBee节能机制的研究与仿真

【摘要】： 从能量控制来看,ZigBee网络节能机制的提出及相关的性能分析评价,如何降低网络能量消耗,提高能量效率,如何避免因节点能量过度消耗而导致的节点过早死亡、如何延长网络分割时间的到来也是需要研究的重要内容。本文通过对ZigBee路由协议及节能机制进行研究,指出其在能量控制方面的不足之处,重点利用能量感知和功率控制路由,并将二者结合起来,同时针对ZigBee网络的特性,对选用的能量感知算法给出一种改进的阀值控制方案。通过使用仿真平台NS2,分析研究了优化后的协议在提高能量效率方面的性能,从而在仿真试验中验证了能量机制优化后的协议的优越性。 无线网格网络(Mesh)克服了传统网络的诸多缺点,其多跳性和自组织性极大地拓宽了网络的可通信范围,使得网络更具有扩展性。本文对ZigBee节能机制的研究主要针对ZigBee的mesh网络架构。 (1)论文介绍了ZigBee网络的基本概念。包括:应用前景、发展历史、网络特征以及ZigBee关键技术问题和主要成就。 (2)论文对ZigBee协议进行了具体的介绍,对ZigBee的各个层次包括物理层、媒体访问控制层、网络层和应用层的原理进行分析,并重点介绍了IEEE802.15.4的工作机制。IEEE802.15.4协议的使用是ZigBee能达到其节能指标的重要因素。 (3)论文分析了mesh网络的概念与ZigBee路由的工作方式,以及mesh网络架构在ZigBee中的实现,随后总结了ZigBee现有节能机制,并指出其不足之处。本文的节能机制的是在mesh网络架构之上运行的。 (4)论文详细叙述了能量感知路由和功率控制的基本原理,并选择合适的能量感知和功率控制算法与ZigBee结合起来,从而对ZigBee节能进行优化,同时针对ZigBee网络的特性,对选用的能量感知算法给出一种改进的阀值控制方案。将优化后的路由算法在仿真环境下进行实验数据分析,证明了优化后的优越性。 最后论文通过对现有的节能机制的总结与其在ZigBee节能中的应用,对ZigBee网络的路由协议和节能研究指出了不足之处并对其展望。 【关键词】：ZigBee mesh 能量感知 功率控制 NS2
【学位授予单位】：湖北工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：TN929.5
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第1章 引言8-12
• 1.1 ZIGBEE 技术背景概述8
• 1.2 ZIGBEE 技术的优势及应用领域8-9
• 1.3 国内外现状、水平及存在的问题9-10
• 1.4 论文的研究内容10-11
• 1.5 论文的研究目标及创新之处11-12
• 第2章 ZIGBEE 标准概述12-21
• 2.1 IEEE802.15.4 简介13-17
• 2.1.1 PHY 层13-15
• 2.1.2 MAC 层15-17
• 2.2 ZIGBEE 组网方案17-20
• 2.3 应用层规范简介20
• 2.4 本章小结20-21
• 第3章 MESH 网络与ZIGBEE 路由协议研究21-26
• 3.1 无线MESH 网络概述21
• 3.2 CLUSTER-TREE 基本思想21-22
• 3.3 AODVJR 路由协议基本思想22-23
• 3.4 ZIGBEE 路由协议基本思想23-25
• 3.5 本章小结25-26
• 第4章 ZIGBEE 节能机制研究与改进26-43
• 4.1 节能机制概述26-27
• 4.2 ZIGBEE 现有节能机制27-28
• 4.3 网络层能量感知路由节能机制研究28-37
• 4.3.1 最小总传输功率路由MTPR28-29
• 4.3.2 基于节点剩余电池容量的路由协议29-30
• 4.3.3 利用能量感知思想的ZigBee 路由设计30-33
• 4.3.4 能量感知阀值控制方案的改进33-37
• 4.4 基于功率控制的ZIGBEE 网络节能控制研究37-41
• 4.4.1 基于节点距离的功率控制37-38
• 4.4.2 基于节点度的算法38-39
• 4.4.3 使用功率控制的ZigBee 节能机制设计39-41
• 4.5 使用功率控制的能量感知路由设计41-42
• 4.6 本章小结42-43
• 第5章 基于NS2 的仿真分析43-53
• 5.1 仿真软件的介绍43
• 5.2 NS2 中ZIGBEE 能量感知路由的设计43-47
• 5.3 NS2 中ZIGBEE 功率控制和能量感知路由的综合设计47
• 5.4 NS2 中的能量模型47-48
• 5.5 仿真协议的参数设定48-49
• 5.6 仿真数据结果分析49-52
• 5.7 本章小结52-53
• 第6章 总结与展望53-54
• 参考文献54-57
• 致谢57-58
• 附录 常用术语英汉对照表58-59
• 攻读学位期间公开发表的论文59

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

基于ZigBee无线网络的汽车智能测试系统的研究    李联辉

基于ZigBee的农业温室大棚监控系统的设计与实现    张晓龙

基于ZigBee技术的无线传感器网络节点的设计与实现    李丽莉

ZigBee与Bluetooth的比较及共存分析    王锐华,益晓新,于全

无线Mesh网络中路由算法的研究    张鑫;张顺颐;孙雁飞;

自组网体系结构研究    英春,史美林

Zigbee网络组网研究与实现    宁炳武

无线传感器网络在执勤枪械定位中的应用    刘海波;邹涛;翁哲;

无线传感器网络节点的研究与应用    林丽萍;

无线传感器网络在现代农业中的应用    余华;孙艳红;车银超;郭玉峰;

基于无线传感器网络的农田信息管理系统的研究    余华;吕宁波;

一种无线温度传感器网络中节能的路由协议    范书平;高巍;马宝英;

无线传感器网络研究进展    张付杰;彭争;齐亚峰;

基于多代理技术的入侵检测机制研究    赵自平;

无线传感器网络中负载均衡的sink节点移动策略    孟凡伟;关新平;

移动自组网AOMDV路由协议分析与性能仿真    范业仙;林宏康;陈卫荣;

一种流量自适应MAC算法    李元萍;庄兵;曾子维;

面向电子智能服装的人体无线传感器网络构建    刘昊;

GNSS天线阵列接收机与无线传感器网络在灾害监测中的集成方法研究    邹进贵;邱卫宁;徐亚明;花向红;李琴;

低功耗WSNs技术在油管检漏系统中的应用研究    赵洪飞;杜晓通;王磊;

Ad Hoc网络中AODV路由协议的改进    薛毅飞;姜薇;马海波;

无线传感器网络能量路由协议的研究    宋玉林;樊祥宁;张在琛;

一种基于MPLS的选播QoS路由算法    陈凤;宋玲;马强;

基于力学模型的无线传感网层次化拓扑生成算法    吕亮;郦苏丹;卢泽新;

一种基于无线传感器网络的修正质心定位算法    王森;白文乐;

无线传感器网络入侵检测模型研究    周颉;

隐藏站点对IEEE802.11WLAN性能的影响    黄晓迪;张晓敏;张海涛;

自组网稳定多层分级结构及其关键技术研究    吴静

无线传感器网络部署与拓扑控制研究    王蕊

基于柱形换能器的水下传感器网络组网协议研究    孙玉婷

海洋监测传感器网络关键技术研究    罗汉江

基于事件触发的无线传感器网络关键技术研究    郭瑛

水下传感器网络海上试验平台的研究与设计    周鹏

无线传感器网络中信息分发的可靠性研究    张书奎

能源自给低功耗无线传感器网络关键技术研究    高艺

基于一体化标识网络的多宿终端关键技术研究    江海昇

无线传感器网络移动组播QoS安全追踪算法研究    靳京

基于可信的无线传感器网络认证技术的研究    叶青

基于NS-2的RED算法优化策略    曹志波

无线传感器网络自身健康状态融合机制研究    谌业滨

无线传感器网络路由协议研究    乔田田

基于ZigBee的无线传感器网络节点在矿井机车运输监控系统中的应用研究    骆科学

面向离散型制造业的嵌入式MES检测终端开发    彭慧

Ad Hoc网络AODV路由协议的QoS机制研究    吕何平

一种基于PMIPv6的智能辅助高效切换方案    王利明

水文传感器网络部署优化研究    闭启礼

无线传感器网络中基于网关的分级簇算法研究    张永琦

ZigBee网络的节能技术研究    白飞;喻晓峰;杨岳磊;

无线传输中的循环冗余校验码纠错应用扩展    杨杰,朱建锋,安建平

无线传感器网络的时间同步算法研究    周贤伟;韦炜;覃伯平;

JDBC连接MySQL数据库的方法浅析    林元元;

WPAN应用电磁环境中干扰模型的分析及仿真    刘彤,沈连丰,叶芝慧

2.4GHz无线技术标准及ZigBee抗干扰性能    李蛟;杨仁锟;肖峻;

ZigBee无线传感器网络组网研究    刘青;宋立军;

基于MC13192的无线传感器网络节点设计    许森;黄东;丁维明;

基于CC2430和ZigBee2006协议栈的通信模块设计    李劲松;杨明;刘晓平;

基于CC2420的无线传感器网络节点的设计    董挺挺;沙超;王汝传;

基于ZigBee无线传感器技术的心电监护网络的研究    郑凯

基于ZigBee的无线传感器网络节点设计及其在远程健康监护中的应用    曲振宁

基于ZigBee协议的无线传感器网络关键技术的研究和实现    施承

无线传感器网络节点研制及网络管理软件开发    卢崇

基于Zigbee的无线传感器网络节点的设计及其通信的研究    金海红

无线传感器网络节点的设计与实现    董云鹏

基于ZigBee的无线传感器网络时钟同步算法研究与改进    陈超

基于ZigBee收发器CC2430的分布式温度测量系统的设计    王汉中

基于ZigBee的温室WSN监测系统的设计与研究    侯佳佳

ZigBee远程数据采集系统的设计与实现    黄永军

ZigBee技术在农业自动化监控系统中的研究与应用    潘大宇

无线传感器网络在环境监测系统中的设计与应用    郭文强;张玉杰;侯勇严;付菊;

基于ZigBee的桥梁无线测振系统设计与实现    颜涛

面向野生动物保护的无线传感器网络监测节点的研究    李玉株

一种高效的Ad Hoc网络AODV改进路由协议    陈晓曙,李霞

浅析ZigBee技术    王锐华,于全

无线技术齐绽光芒网络通信如虎添翼    Vanessa;

移动Ad Hoc网络路由协议综述    张顺亮;叶澄清;李方敏;

基于ZigBee技术的无线网络应用研究    原羿,苏鸿根

无线Mesh网络技术难点和应用前景    束锋;颜永庆;陈明;程时昕;

料位控制测量的无线网络在NS2中的模拟    毛跟勇;刘成安;兰瑞莉;

基于ZigBee网络的路灯节能监控系统    康雪娟;景军锋;

ZigBee信标同步算法设计与仿真    李鑫;刘涛;戎蒙恬;邢慧敏;

ZigBee技术在温控系统中的应用    黄震坤;曹伟;

NS2中扩展新路由算法的研究    李帆;李陶深;

基于PIC18LF4620与CC2420的无线传感器网络节点设计    曹恒;邱伟;宫文斌;凌正阳;

基于能量度量的无线传感器网络跨层协议的研究    马杰;吴雪;

双核架构在无线传感器网络节点设计中的应用    王韧;郭晓春;郭航;

基于Ns2的ZigBee网络节点接入的研究    鲍凤卿;

基于ZigBee的井下无线传感网络系统设计    鲁宁;

基于ZigBee技术的井下人员定位网络系统    刘斌;

基于ZigBee无线传感器网络的IPv6协议栈    戚剑超;魏臻;

ZigBee技术在锅炉焊接质量监控系统中的应用    凌志浩;周怡颋;郑丽国;

基于ZigBee的监护系统设计及其电磁兼容分析    弭强;张金玲;吕英华;朱琳;

基于ZigBee技术的井下人员定位系统读卡器的研究    申婕;

基于ZigBee技术的油井无线视频监测系统研究    雷文礼;杨延宁;刘巧平;张水利;陈旸;

基于射线跟踪法对室内ZigBee传播信道的研究    魏巍;吕英华;马润;

The Research of E-AOMDVjr Routing Algorithm in ZigBee Network    

基于ZigBee技术的塔机群控无线通信系统    郑夕健;宋争艳;费烨;

一种改进的ZigBee无线网络自动配置机制    孔秋实;徐久强;赵海;

无线ZigBee 一切都无线    

胜似蓝牙ZigBee呼之欲出    本报驻美国记者 张孟军

ZigBee新规范推动江南娱乐app下载地址 应用成长    

ZigBee应用初现曙光 需提高产业链参与度    本报记者 李映

英特尔等力推ZigBee协议    燕蕙

WiMAX与ZigBee:“挤占”无线新空间    

传感器网青睐无线    周青 编译

“家庭网管”上的“Z-Z”之争    田径

取代蓝牙？    阿龙

无线技术后起之秀ZigBee    庸龙

基于网络效用最大化的无线Mesh网跨层优化算法研究    李可维

基于节点移动性的ZigBee网络自适应路由策略研究    穆嘉松

下一代网络中的功率控制和功率分配算法研究    田春长

战术移动自组网络带宽有效算法与路由协议研究    江元龙

多射频多信道无线Mesh网络的资源管理关键技术研究    黄鑫

宽带CDMA移动通信高性能接收及功率控制技术研究    胡荣

无线Ad Hoc网络跨层设计与拓扑控制研究    王勇

无线Mesh网络容量优化模型及算法研究    黄书强

移动Ad hoc网络若干技术研究    李新

STDMA无线Mesh网络链路调度研究    刘铮

ZigBee无线传感器网络研究及仿真    张顺扬

ZigBee无线传感器网络节点硬件与组网协议设计    王朝霞

可重构ZigBee网络组网和路由选择方式研究    徐元

基于ZigBee的Mesh网络的研究    许勇

基于ZigBee无线传感网和模糊控制的温室番茄智能灌溉系统设计    张胜

基于ZigBee的机泵无线监测智能单元研究    齐鹤

基于ZigBee无线传感网络的实现    王江峰

基于ZigBee的无线移动会议表决系统的研究与实现    许可

基于ZigBee技术的无线水文监测应用研究    张云飞

基于ZigBee的隧道健康监测系统设计    梁昊