zigbee無線傳感器網(wǎng)絡(luò)孤立節(jié)點(diǎn)減免算法研究

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1、Ｉ碩±學(xué)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(xué)校代碼：10153UDC：密級：公開碩士學(xué)位論文ZigBee無線傳感器網(wǎng)絡(luò)孤立節(jié)點(diǎn)減免算法研究作者姓名：張振虎入學(xué)年份：2013年9月指導(dǎo)教師：白樂強(qiáng)教授學(xué)科專業(yè)：模式識別與智能系統(tǒng)申請學(xué)位：工學(xué)碩士所在單位：信息與控制工程學(xué)院論文提交日期：2015年1

2、1月論文答辯日期：2015年12月學(xué)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(xué)位論文是在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立完成的。論文中取得的研究成果除加標(biāo)注和致謝的地方外，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(xué)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(xiàn)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(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者和指導(dǎo)教師完全了

3、解沈陽建筑大學(xué)有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定：即學(xué)校有權(quán)保留并向國家有關(guān)部口或機(jī)物送交論文的復(fù)印件和磁盤，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)沈陽建筑大學(xué)（或其授權(quán)機(jī)構(gòu)）可Ｌ乂將學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫并通過網(wǎng)絡(luò)提供檢索、瀏覽。（如作者和導(dǎo)師同意論文交流，請?jiān)谙路胶灻?；否則視為不同意。）作者和導(dǎo)師阿意網(wǎng)上交流的時間為作者獲得學(xué)位后：不限□半年ｓ—一ｆ年□年半□兩年□ｉ作者簽名：Ｉｐ；巧ｋｊＬ導(dǎo)師簽名：巧曰期：年／之月日期：於＾啤ｊｖ月｜碩士研究生學(xué)位論文摘要I摘要Zi

4、gBee技術(shù)是一種具有低成本、低功耗和低復(fù)雜度等優(yōu)點(diǎn)的新型短距離無線通信技術(shù)，目前被廣泛應(yīng)用在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中。隨著ZigBee協(xié)議的不斷完善，基于ZigBee技術(shù)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)將在智能家居、工業(yè)控制、智能醫(yī)療、軍事、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以及無線定位等多個領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。由于ZigBee網(wǎng)絡(luò)分布式地址分配機(jī)制的不足導(dǎo)致孤立節(jié)點(diǎn)多、地址分配成功率低等問題，因此設(shè)計(jì)一種高可靠性、高性能的地址分配算法對提高ZigBee網(wǎng)絡(luò)的性能具有重要意義。目前，改進(jìn)的ZigBee網(wǎng)絡(luò)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(luò)地址分配算

5、法、基于集中式的ZigBee網(wǎng)絡(luò)地址分配算法、基于網(wǎng)絡(luò)重組的ZigBee網(wǎng)絡(luò)地址分配算法和基于節(jié)點(diǎn)優(yōu)先級的ZigBee網(wǎng)絡(luò)地址分配算法。針對現(xiàn)有ZigBee網(wǎng)絡(luò)地址分配算法存在深度折回、孤立節(jié)點(diǎn)、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?fù)鋬?yōu)化的ZigBee網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建算法和基于深度模型的ZigBee網(wǎng)絡(luò)借地址分配算法。針對ZigBee網(wǎng)絡(luò)分布式地址分配算法及現(xiàn)有ZigBee網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建算法的不足導(dǎo)致深度折回、孤立節(jié)點(diǎn)等問題，提出一種基于拓?fù)鋬?yōu)化的ZigBee網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建算法。該算法在ZigBee網(wǎng)絡(luò)組建過程中，通過節(jié)點(diǎn)間信

6、息交互獲取一跳鄰居節(jié)點(diǎn)的接收信號強(qiáng)度、信號鏈路質(zhì)量等信息，借助一跳鄰居節(jié)點(diǎn)信息，使?jié)撛诟腹?jié)點(diǎn)在其一跳范圍內(nèi)的未入網(wǎng)節(jié)點(diǎn)中選擇與其父節(jié)點(diǎn)公共的未入網(wǎng)節(jié)點(diǎn)優(yōu)先入網(wǎng)以優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，改善深度折回問題和減少孤立節(jié)點(diǎn)數(shù)。仿真結(jié)果表明，該算法在減少深度折回的基礎(chǔ)上，有效的減少孤立節(jié)點(diǎn)數(shù)和提高地址分配成功率，在中大規(guī)模ZigBee網(wǎng)絡(luò)的情況下具有明顯優(yōu)勢。針對ZigBee網(wǎng)絡(luò)分布式地址分配算法及現(xiàn)有借地址分配算法的不足導(dǎo)致孤立節(jié)點(diǎn)多、地址空間不均衡的問題，在維護(hù)原有的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，提出一種基于深度模型的ZigBee網(wǎng)絡(luò)借地址分配算法。

7、當(dāng)DAAM算法定義的地址空間小于16位網(wǎng)絡(luò)地址空間一半時，該算法將DAAM算法未使用的16位網(wǎng)絡(luò)地址空間分配給所有的路由節(jié)點(diǎn)，使得每個路由節(jié)點(diǎn)都可為孤立節(jié)點(diǎn)分配地址，有效的減少了孤立節(jié)點(diǎn)，并維護(hù)原有的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。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(fù)雜度和存儲復(fù)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(luò)樹路由算法的最大路由跳數(shù)均為網(wǎng)絡(luò)最大深度的2倍。仿真結(jié)果表明，該借地址分配算法在維護(hù)原有的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上有效的減少孤立節(jié)點(diǎn)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(luò)的情況下具有明顯優(yōu)勢。關(guān)鍵詞：ZigBee網(wǎng)絡(luò)；地址分配；孤立節(jié)點(diǎn)；拓?fù)鋬?yōu)化；借地址碩士研究生學(xué)位論文AbstractIIIAbstractZigBeeisanewshortdistancewi