ZigBee組網(wǎng)技術(shù)研究.pdf

1、近年來(lái)，隨著我國(guó)人口老齡化趨勢(shì)的加劇，慢性病與退化性疾病患者日益增多。慢性病和退化性疾病的治療強(qiáng)調(diào)“治療為主，監(jiān)護(hù)為輔”。在常規(guī)的醫(yī)療治療手段之外，還需要對(duì)病人進(jìn)行長(zhǎng)期不間斷的生理參數(shù)監(jiān)控，以預(yù)防突發(fā)癥狀以及為醫(yī)生的后續(xù)治療提供診斷依據(jù)。然而傳統(tǒng)醫(yī)療監(jiān)護(hù)設(shè)備存在體型大、成本高、位置固定、接線(xiàn)復(fù)雜的缺點(diǎn)，限制了醫(yī)療監(jiān)護(hù)設(shè)備在實(shí)際治療中的應(yīng)用，并且醫(yī)療監(jiān)護(hù)的成本巨大。
　　ZigBee是一種短距離、低功耗的無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)。它具有自組織、

2、動(dòng)態(tài)性、大規(guī)模和與應(yīng)用相關(guān)的組網(wǎng)特點(diǎn)，適合用于自動(dòng)檢測(cè)、自動(dòng)控制和遠(yuǎn)程控制領(lǐng)域，方便嵌入于各種底層自動(dòng)化設(shè)備中。因此在物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，它有著非常廣闊的應(yīng)用前景。基于無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)的ZigBee網(wǎng)絡(luò)也為醫(yī)療監(jiān)護(hù)領(lǐng)域帶來(lái)了新的解決方案。
　　本課題針對(duì)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)常處于移動(dòng)中的特殊人群如：慢性病患者、退化性疾病和高危傳染病患者等的生理參數(shù)監(jiān)測(cè)問(wèn)題，對(duì)所采用的ZigBee組網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行研究和優(yōu)化，使它更適合于大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)和網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋭?dòng)態(tài)變化的組網(wǎng)環(huán)境。

3、
　　首先，本論文對(duì)比了幾種常用的短距離無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)的性能和特點(diǎn)，針對(duì)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)常處于移動(dòng)中的特殊人群應(yīng)用對(duì)象，認(rèn)為ZigBee技術(shù)更適合應(yīng)用于無(wú)線(xiàn)生理參數(shù)監(jiān)測(cè)網(wǎng)。接下來(lái)，對(duì)IEEE802.15.4/ZigBee標(biāo)淮協(xié)議棧進(jìn)行了簡(jiǎn)單介紹，闡述了ZigBee網(wǎng)絡(luò)從組網(wǎng)到路由的技術(shù)原理。尤其對(duì)ZigBee網(wǎng)絡(luò)的三種傳統(tǒng)路由算法(Cluster-Tree，AODVjr和ZBR)進(jìn)行了詳細(xì)的分析，并得出它們?cè)诖笠?guī)模和網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋭?dòng)態(tài)變化的組網(wǎng)環(huán)

4、境下存在過(guò)多冗余路由控制開(kāi)銷(xiāo)分組的結(jié)論。
　　本文進(jìn)一步針對(duì)ZigBee傳統(tǒng)路由算法高控制開(kāi)銷(xiāo)的缺陷，提出兩種改進(jìn)思路。它們分別從路由請(qǐng)求分組的廣播轉(zhuǎn)發(fā)跳數(shù)和路由請(qǐng)求分組的轉(zhuǎn)發(fā)方向來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)路由請(qǐng)求分組廣播范圍的精確控制。以減少路由控制開(kāi)銷(xiāo)，提升網(wǎng)絡(luò)的性能。然后，針對(duì)醫(yī)院這一特定應(yīng)用環(huán)境搭建NS2應(yīng)用仿真環(huán)境，對(duì)該無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議進(jìn)行仿真，仿真結(jié)果表明這種改進(jìn)后的ZBR算法有效的降低了網(wǎng)絡(luò)中的路由控制開(kāi)銷(xiāo)，達(dá)到了期望的設(shè)計(jì)要求。