基于MICAz節(jié)點的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議的改進與實現(xiàn).pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的路由協(xié)議是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域中重要的研究課題之一。雖然目前傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議以及應(yīng)用于大型網(wǎng)絡(luò)的協(xié)議不斷的提出，但大部分的研究工作基于模擬平臺進行協(xié)議性能評估，基于實際的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)進行路由協(xié)議開發(fā)的工作尚不多見。因此如何改進和實現(xiàn)可實用性強的路由協(xié)議是具有現(xiàn)實意義的工作。本文基于 Berkeley 大學研制的 TinyOS 操作系統(tǒng)，在Crossbow 公司開發(fā)的MICAz傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點上改進并實現(xiàn)了Floodin

2、g、Gossiping和一種適合數(shù)據(jù)壓縮應(yīng)用的混合層次路由協(xié)議，并對改進后的路由協(xié)議進行了性能測試與分析。 本文首先分析了TinyOS操作系統(tǒng)提供的服務(wù)接口和MICAz節(jié)點特性，為自行設(shè)計和實現(xiàn)路由協(xié)議打下了基礎(chǔ)。在此基礎(chǔ)上，設(shè)計了Flooding協(xié)議的報文格式和源節(jié)點信息表，并開發(fā)了單源節(jié)點和多源節(jié)點路由協(xié)議。設(shè)計中，利用序列號的方法有效緩解了Flooding協(xié)議存在的內(nèi)爆問題。 然后，介紹了多源節(jié)點Gossiping

3、協(xié)議的開發(fā)過程。類似地，本文設(shè)計了相應(yīng)的報文格式，然后設(shè)計了一種鄰居節(jié)點表，并通過選擇性的廣播應(yīng)答機制和隨機轉(zhuǎn)發(fā)選擇機制以消除兩個相鄰節(jié)點的之間的數(shù)據(jù)循環(huán)發(fā)送問題，有效地降低了傳輸延時和網(wǎng)絡(luò)能耗，同時對鄰居表更新進行了一些處理。 此后，為數(shù)據(jù)壓縮應(yīng)用設(shè)計實現(xiàn)了一種類似于LEACH協(xié)議的混合式層次路由協(xié)議。首先設(shè)計了集中式的成簇方案，然后對TinyOS自帶的平面路由協(xié)議LEPS進行擴展，實現(xiàn)了一種混合層次路由協(xié)議，最終可將壓縮數(shù)據(jù)