基于wifi的智能家居路由協(xié)議的設(shè)計與實現(xiàn)

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1、巧結(jié)？觀作圓碩±學(xué)位論文胃參圓基于ＷＩＦＩ的智能家居路由憤議的設(shè)計與實現(xiàn)作者姓名張靜指導(dǎo)教師姓名、職稱陳南教授申請學(xué)位類別工學(xué)碩±圓學(xué)校代碼10701學(xué)號1301120022分類號TN92密級公開西安電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文基于WIFI的智能家居路由協(xié)議的設(shè)計與實現(xiàn)作者姓名：張靜一級學(xué)科：信息與通信工程二級學(xué)科：通信與信息系統(tǒng)學(xué)位類別：工學(xué)碩士指導(dǎo)教師姓名、職稱：陳南教授學(xué)院：通信工程學(xué)院提交日期：2015年11月TheDesignandImplementatio

2、nofRoutingProtocolforSmartHomeBasedonWIFIAthesissubmittedtoXIDIANUNIVERSITYinpartialfulfillmentoftherequirementsforthedegreeofMasterinCommunicationsandInformationSystemsByZhangJingSupervisor:ChenNanProfessorNovember2015西安電子科技大學(xué)學(xué)位論文獨(dú)創(chuàng)性（或創(chuàng)新性）聲明秉承學(xué)校嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)

3、風(fēng)和優(yōu)良的科學(xué)道德，本人聲明所呈交的論文是我個人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研巧工作及取得的研究成果。盡我所知，除了文中特別加標(biāo)注和致謝１，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研巧成果中所羅列的內(nèi)容＾外；也不包含一為獲得西安電子科技大學(xué)或其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書而使用過的材料。與我同工作的同事對本研究所做的任何貢獻(xiàn)均己在論文中作了明確的說明并表示了謝意。一學(xué)位論文若有不實之處，本人承擔(dān)切法律責(zé)任。．化處本人籍名；ｇ）夭日期：廁＾西安電子科技大學(xué)關(guān)于論文使用授權(quán)的說明目］

4、本人完全了解西安電子科技大學(xué)有關(guān)保留和使用學(xué)位論文的規(guī)定，：研［究生在校攻讀學(xué)位期間論文工作的知識產(chǎn)權(quán)屬于西安電子科技大學(xué)。學(xué)校有權(quán)保留送交論文的復(fù)印件，允許查閱、借閱論文；學(xué)?？晒颊撐牡娜炕虿糠謨?nèi)容，允許采用影印、縮印或其它復(fù)制手段保存論文。同時本人保證，結(jié)合學(xué)位論文研究成果完成的論文、發(fā)明專利等成果，署名單位為西安電子科技大學(xué)。保密的學(xué)位論文在。＿＿年解密后適用本授權(quán)書）本人簽名：＾：＾！巧簽名導(dǎo)１Ｂ日期：〉〇Ａ．ｉ厶么５日期：摘要摘要隨著網(wǎng)絡(luò)

5、通信技術(shù)以及自動控制技術(shù)的快速發(fā)展，人們對家居環(huán)境的舒適度和智能化的要求越來越高，智能家居的應(yīng)用越來越廣泛。傳統(tǒng)的智能家居系統(tǒng)大都采用有線接入方式，但是這種接入方式布線麻煩、升級和維護(hù)困難、可擴(kuò)展性差。由于無線接入方式在成本、可擴(kuò)展性等方面的優(yōu)勢，以及多媒體設(shè)備間高速傳輸?shù)钠惹行枨?，因此采用WIFI技術(shù)進(jìn)行接入是智能家居的發(fā)展趨勢。由于AdHoc網(wǎng)絡(luò)的多跳通信和自組織性等優(yōu)勢，將AdHoc網(wǎng)絡(luò)運(yùn)用于家庭內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的組建上，可以擴(kuò)大通信范圍。智能手機(jī)通過AdHoc網(wǎng)絡(luò)接入Internet，不僅可以給用戶提供

6、更好的信號質(zhì)量，而且擴(kuò)展了AdHoc網(wǎng)絡(luò)在智能家居中的應(yīng)用。目前，已經(jīng)研究出了很多針對AdHoc網(wǎng)絡(luò)的路由協(xié)議，這些路由協(xié)議都是針對特定的移動通信場景而設(shè)計的。由于家庭內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點移動速率較低、數(shù)量較少、對通信速率需求較高，使得傳統(tǒng)AdHoc網(wǎng)絡(luò)的路由協(xié)議并不適用于智能家居應(yīng)用場景。因此，本文設(shè)計了一種適用于智能家居應(yīng)用場景的路由協(xié)議。對家庭內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點進(jìn)行分級，并使節(jié)點分階段發(fā)送路由請求，很好地解決了網(wǎng)絡(luò)擁塞問題，提高了路由建立的可靠性。綜合考慮居住面積和家庭內(nèi)網(wǎng)節(jié)點總數(shù)目等因素，將路由協(xié)議的最

7、大跳數(shù)設(shè)定為三跳，這樣既可以滿足用戶需求，又可以減少路由協(xié)議的開銷?？紤]到鏈路質(zhì)量對網(wǎng)絡(luò)性能的影響，本文給出了一種基于路徑穩(wěn)定度（StabilityofPath，SP）的路由選擇算法，根據(jù)端到端的丟包率和節(jié)點作為中間轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點的頻率定量分析路徑穩(wěn)定度，選擇路徑穩(wěn)定度最高的路徑作為最優(yōu)路徑。為了對設(shè)計的路由協(xié)議進(jìn)行理論性能分析，本文利用概率論建立數(shù)學(xué)模型，在給定成功概率的情況下，計算出了節(jié)點的平均入網(wǎng)時間和最長入網(wǎng)時間。通過MATLAB仿真，得到不同節(jié)點數(shù)目下，平均時間和最長時間隨著時隙數(shù)的變化曲線，經(jīng)過分

8、析得到最優(yōu)入網(wǎng)時間下時隙數(shù)的選擇，給實際系統(tǒng)中參數(shù)的設(shè)定提供理論參考。為了得到設(shè)計的路由協(xié)議的實際運(yùn)行性能，本文在嵌入式Linux平臺上實現(xiàn)了路由協(xié)議的關(guān)鍵部分，并測試了協(xié)議的性能。最后對設(shè)計的協(xié)議進(jìn)行了總結(jié)，指出了需要改進(jìn)和優(yōu)化的方面。關(guān)鍵詞：智能家居，WIFI，AdHoc，路由協(xié)議，路徑穩(wěn)定度IABSTRACTABSTRACTWiththerapiddevelopmentofnetworkcommunicationtechnologya