基于AODV的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議研究.pdf

1、隨著傳感器、計算機(jī)和通信技術(shù)的發(fā)展，集成這三種技術(shù)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)引起了廣大研究人員的關(guān)注。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)源于無線自組織網(wǎng)絡(luò)，但與傳統(tǒng)的無線自組織網(wǎng)絡(luò)相比有許多新的特點(diǎn)，例如單個節(jié)點(diǎn)性能偏低、攜帶能源少，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)密度大，多跳自組織結(jié)構(gòu)，同時路由與應(yīng)用緊密結(jié)合，這樣的特點(diǎn)對路由協(xié)議的高效性和針對性提出了很高的要求。 本文首先介紹了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的研究背景和發(fā)展現(xiàn)狀；然后介紹了無線自組織網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議的主要類型，并結(jié)合無線傳感器網(wǎng)絡(luò)特

2、點(diǎn)比較了無線自組織網(wǎng)絡(luò)的四種代表性路由協(xié)議OLSR、AODV、DSR、ZRP。通過對其存儲容量、算法復(fù)雜度、實(shí)用性以及拓?fù)渥兓m應(yīng)性等方面的比較，選取了AODV協(xié)議作為本論文路由協(xié)議的基礎(chǔ)；但因無線傳感器網(wǎng)絡(luò)采用的不是傳統(tǒng)無線自組織網(wǎng)絡(luò)的一對一數(shù)據(jù)傳輸方式，而更多地使用多對一的數(shù)據(jù)傳輸方式；而且無線傳感器網(wǎng)絡(luò)還具有節(jié)點(diǎn)資源受限等特點(diǎn)，因此會出現(xiàn)一些特有問題，如“熱點(diǎn)”和網(wǎng)絡(luò)分割問題，而AODV協(xié)議難以有效解決這些問題。所以本文針對此類問

3、題提出了基于AODV協(xié)議的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議EPMP-AODV(Energy Probability Multi-Path AODV)協(xié)議，并且在TinyOS平臺上對EPMP-AODV協(xié)議完成了代碼實(shí)現(xiàn)；最后，通過軟件仿真和實(shí)際布網(wǎng)測試兩種方式對EPMP-AODV協(xié)議的性能進(jìn)行了驗證。結(jié)果證明EPMP-AODV協(xié)議通過引入多路徑和按能量隨機(jī)選擇路徑的機(jī)制，可以緩解“熱點(diǎn)”和網(wǎng)絡(luò)分割問題對網(wǎng)絡(luò)生存期的影響，達(dá)到延長網(wǎng)絡(luò)生存期的目的；同

4、時也可以在節(jié)點(diǎn)數(shù)量增大和發(fā)包速率較高情況下降低網(wǎng)絡(luò)中的擁塞，提高分組投遞率，從而驗證了EPMP-AODV協(xié)議的可行性和有效性。 本文有創(chuàng)新和有價值的工作主要體現(xiàn)在以下兩個方面： 1.提出了能量多路徑的AODV協(xié)議(EPMP-AODV協(xié)議)，該協(xié)議將AODV協(xié)議擴(kuò)展為多路徑協(xié)議，同時引入了根據(jù)節(jié)點(diǎn)能量均衡使用多路徑的思想。在路由建立過程中將節(jié)點(diǎn)能量的表項添加到路由表；并且在數(shù)據(jù)傳送過程中根據(jù)該表項的值均衡的使用路由表中保存

5、的多條路徑。這樣使得在傳送數(shù)據(jù)包時節(jié)點(diǎn)能量較高的路徑會有較高的使用率，從而解決了AODV協(xié)議在靜態(tài)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中使用單一路徑易導(dǎo)致中間節(jié)點(diǎn)過早死亡的問題；也減少了因節(jié)點(diǎn)能量耗盡而導(dǎo)致的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渥兓?。雖然EPMP-AODV協(xié)議不可避免會付出路由開銷增大等代價，但是對于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)更為關(guān)注的均衡節(jié)點(diǎn)能耗和延長網(wǎng)絡(luò)生存期等方面，可以達(dá)到有效提高的目的。 2.在TinyOS系統(tǒng)中，用NesC語言對本文提出的EPMP-AODV協(xié)議進(jìn)行