zigbee無線傳感器網(wǎng)絡孤立節(jié)點減免算法研究

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1、Ｉ碩±學位論文■麵孤立龍琴ＴｈｅＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＯｒｐｈａｎＮｏｄｅＲｅｄｕｃｔｉｏｎＡｌｇｏｒｉｔｈｍｉｎＺｉｇＢｅｅＷｉｒｅｌｅｓｓＳｅｎｓｏｒＮｅｔｗｏｒｋｓＩ研究生：張振虎少（急破建藻Ｉ二〇－五年十二月分類號：學校代碼：10153UDC：密級：公開碩士學位論文ZigBee無線傳感器網(wǎng)絡孤立節(jié)點減免算法研究作者姓名：張振虎入學年份：2013年9月指導教師：白樂強教授學科專業(yè)：模式識別與智能系統(tǒng)申請學位：工學碩士所在單位：信息與控制工程學院論文提交日期：2015年1

2、1月論文答辯日期：2015年12月學位授予日期：2016年1月答辯委員會主席：杜慶東答辯委員會組成：杜慶東宋曉宇欒方軍劉天波劉俊嶺論文評閱人：鐘輝聲明本人聲明，所呈交的學位論文是在導師的指導下獨立完成的。論文中?。崳姷玫难芯砍晒訕俗⒑椭轮x的地方外，不包含其他人臣經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包括本人為獲得其他學位而使用過的材料。與我共同王作過的同志對本研究所做的任何貢獻均已在論文中作了明確的說明并表示謝意。作者簽名：旅幕ｊＬ曰期：年／２月學位論文版權使用授權書本學位論文作者和指導教師完全了

3、解沈陽建筑大學有關保留、使用學位論文的規(guī)定：即學校有權保留并向國家有關部口或機物送交論文的復印件和磁盤，允許論文被查閱和借閱。本人授權沈陽建筑大學（或其授權機構）可Ｌ乂將學位論文的全部或部分內容編入有關數(shù)據(jù)庫并通過網(wǎng)絡提供檢索、瀏覽。（如作者和導師同意論文交流，請在下方簽名；否則視為不同意。）作者和導師阿意網(wǎng)上交流的時間為作者獲得學位后：不限□半年ｓ—一ｆ年□年半□兩年□ｉ作者簽名：Ｉｐ；巧ｋｊＬ導師簽名：巧曰期：年／之月日期：於＾?。辏鲈拢崳姡T士研究生學位論文摘要I摘要Zi

4、gBee技術是一種具有低成本、低功耗和低復雜度等優(yōu)點的新型短距離無線通信技術，目前被廣泛應用在無線傳感器網(wǎng)絡中。隨著ZigBee協(xié)議的不斷完善，基于ZigBee技術的無線傳感器網(wǎng)絡將在智能家居、工業(yè)控制、智能醫(yī)療、軍事、農業(yè)生產以及無線定位等多個領域得到廣泛的應用。由于ZigBee網(wǎng)絡分布式地址分配機制的不足導致孤立節(jié)點多、地址分配成功率低等問題，因此設計一種高可靠性、高性能的地址分配算法對提高ZigBee網(wǎng)絡的性能具有重要意義。目前，改進的ZigBee網(wǎng)絡地址分配算法可分為四大類，分別是基于借地址的ZigBee網(wǎng)絡地址分配算

5、法、基于集中式的ZigBee網(wǎng)絡地址分配算法、基于網(wǎng)絡重組的ZigBee網(wǎng)絡地址分配算法和基于節(jié)點優(yōu)先級的ZigBee網(wǎng)絡地址分配算法。針對現(xiàn)有ZigBee網(wǎng)絡地址分配算法存在深度折回、孤立節(jié)點、地址分配成功率低以及平均通信開銷大等問題，本文提出基于拓撲優(yōu)化的ZigBee網(wǎng)絡構建算法和基于深度模型的ZigBee網(wǎng)絡借地址分配算法。針對ZigBee網(wǎng)絡分布式地址分配算法及現(xiàn)有ZigBee網(wǎng)絡構建算法的不足導致深度折回、孤立節(jié)點等問題，提出一種基于拓撲優(yōu)化的ZigBee網(wǎng)絡構建算法。該算法在ZigBee網(wǎng)絡組建過程中，通過節(jié)點間信

6、息交互獲取一跳鄰居節(jié)點的接收信號強度、信號鏈路質量等信息，借助一跳鄰居節(jié)點信息，使?jié)撛诟腹?jié)點在其一跳范圍內的未入網(wǎng)節(jié)點中選擇與其父節(jié)點公共的未入網(wǎng)節(jié)點優(yōu)先入網(wǎng)以優(yōu)化網(wǎng)絡拓撲結構，改善深度折回問題和減少孤立節(jié)點數(shù)。仿真結果表明，該算法在減少深度折回的基礎上，有效的減少孤立節(jié)點數(shù)和提高地址分配成功率，在中大規(guī)模ZigBee網(wǎng)絡的情況下具有明顯優(yōu)勢。針對ZigBee網(wǎng)絡分布式地址分配算法及現(xiàn)有借地址分配算法的不足導致孤立節(jié)點多、地址空間不均衡的問題，在維護原有的拓撲結構的基礎上，提出一種基于深度模型的ZigBee網(wǎng)絡借地址分配算法。

7、當DAAM算法定義的地址空間小于16位網(wǎng)絡地址空間一半時，該算法將DAAM算法未使用的16位網(wǎng)絡地址空間分配給所有的路由節(jié)點，使得每個路由節(jié)點都可為孤立節(jié)點分配地址，有效的減少了孤立節(jié)點，并維護原有的拓撲結構。同時，提出適用于該借地址分配算法的樹路由算法。理論分析表明，該借地址分配算法與DAAM算法具有相同的時間復雜度和存儲復雜度。同時，基于該借地址分配算法的樹路由算法與ZigBee網(wǎng)絡樹路由算法的最大路由跳數(shù)均為網(wǎng)絡最大深度的2倍。仿真結果表明，該借地址分配算法在維護原有的拓撲結構基礎上有效的減少孤立節(jié)點數(shù)，同時提高了地址分

8、配成功率、減少了地址分配平均通信開銷和地址分配平均耗時，在中小規(guī)模ZigBee網(wǎng)絡的情況下具有明顯優(yōu)勢。關鍵詞：ZigBee網(wǎng)絡；地址分配；孤立節(jié)點；拓撲優(yōu)化；借地址碩士研究生學位論文AbstractIIIAbstractZigBeeisanewshortdistancewi