ZigBee地址分配算法及树路由算法改进

ZigBee使用的分布式地址分配算法(DAAM)为节点分配地址时没有考虑网络拓扑结构的变化。这就造成了地址空间的严重浪费,使得节点入网成功率降低。同时基于DAAM机制的树路由算法没有考虑节点的负载,负载不均衡将导致网络分割的提前到来。本文提出一种改进的分布式地址分配算法和基于它的负载均衡的树路由算法。改进的地址分配算法通过获取邻居节点的地址空间从而提高节点入网成功率。改进的树路由算法可以均衡节点能耗,延长网络寿命。     

ZigBee动态地址分配算法及实现

提出动态地址分配算法，通过新的地址偏移计算方法，解决了 ZigBee网络地址分配深度动态拓展的问题；并采用向兄弟节点借地址的策略，解决了父节点地址枯竭时的地址分配问题，且可保持对树状路由的支持。通过在NS2上进行仿真测试，证明新算法在入网成功率、通信开销等指标上均有明显的优势。     

基于地址空间的树型网络地址分配

无线传感器网络(WSN)是由大量部署在监测区域内的微型传感器节点通过无线通信方式组成的一个多跳、自组织的网络。分布式的环境感知能力和简单灵活的部署方式,使得WSN成为影响人们日常生活的重要因素;并且随着微电子技术和通信技术的不断发展,WSN已被广泛应用于国防军事、环境监测、医疗健康、智能家居和工业制造等领域。ZigBee是一种支持低速率传输、低功耗、安全可靠的面向可用产品及应用的无线个人局域网的全球标准,与蓝牙、Wi-Fi等其他无线个人局域网标准不同,其提供了低功耗的无线树状和网状网络,可以支持上千个无线传感器设备在网络中使用。ZigBee技术的分布式地址分配机制(Distributed Address Assignment Mechanism,DAAM)中存在网络孤立节点,这种情况导致闲置地址无法使用,且造成了资源浪费。针对这一问题,提出了一种新的树型网络地址分配和路由算法(Address Assignment Algorithm for Tree Network,AAN),在保持与原有协议兼容的基础上通过协调器节点对网络进行维护和控制,各节点根据算法设定的步骤依次进行地址空间分配。...     

无线传感网络的MAC地址分配与更新算法

为降低无线传感器网络中传输节点地址所导致的能量消耗,提出一种动态MAC地址分配与更新算法。节点MAC地址由簇地址和簇内地址构成,通过簇合并构成簇地址复用区域以获得簇地址,为簇内各节点分配不等长的簇内地址。提出一种基于效用函数的地址更新策略,综合考虑各节点当前和历史耗能情况以决定簇内节点地址更新时机。仿真结果表明,该算法能够减少节点的平均地址长度,避免地址冲突,有效降低传输节点地址导致的能量消耗。     

基于代理节点的ZigBee网络孤立点解决算法

ZigBee协议默认的分布式地址分配算法(DAAM)存在孤立点问题,而没有提出好的解决方案。提出一种基于代理节点的 ZigBee 地址分配算法 ABAAM,可以有效的降低因为网络预设参数和节点位置导致的孤立点问题。当节点无法加入网络时,选取邻居表中一个路由节点作为代理节点以加入网络;同时改进现有的树路由协议,使之能够兼容当前的分配算法。理论和仿真分析表明,本文提出的算法的地址分配成功率等性能要优于默认的DAAM算法。     

静态博弈模型下的无线传感器网络MAC地址分配算法

针对传感器网络地址分配过程中为了避免地址冲突而导致通信能耗较大的问题,提出了一种基于静态博弈模型的MAC地址分配算法MAAS.该算法将传感器节点看作博弈模型中的决策者,通过使模型达到纳什平衡来解决节点的MAC地址分配问题.在进行地址分配时,MAAS利用博弈模型中每个决策者可根据其邻居节点信息独立进行决策的性质,避免了节点在地址分配过程中发送大量的交互信息.实验结果表明,MAAS在保证较低冲突率的同时降低了地址分配过程中的通信消耗.     

无线传感器网络中的地址分配协议

地址用来标识节点,使能网络通信协议,在无线传感器网络中扮演重要角色.由于无线传感器网络中节点众多,再考虑其网络动态性,手动地为每个节点分配地址是一件繁琐甚至无法完成的工作,于是,地址分配协议成为必需.由于无线传感器网络自身所具有的特点,传统的DHCP协议和ad hoc网络的地址分配协议对其不再适用.分析了无线传感器网络地址分配协议的必要性,总结了地址分配协议需要解决的问题和所面临的挑战,并对已有地址分配协议进行了分类.介绍和比较了当前有代表性的地址分配协议,并指出了它们的问题,分析了地址分配协议下一步研究的重点.     

基于ZigBee的无线传感器网络设计

在TI公司CC2430芯片和ZigBee协议栈的基础上,设计并实现一个简单的无线温度传感器网络原型系统。讨论该系统的软硬件设计和实现细节,包括传感节点的器件选择与电路连接、拓扑发现协议和数据通信协议、管理节点程序逻辑和界面设计等。该系统经过实际环境中的运行测试,验证其正确性和有效性。     

事件驱动型传感器网络地址分配算法研究

无线传感器网络中的地址分配是应用的前提,但目前研究相对较少。分析现有的无线传感器网络地址分配协议,提出了一种基于最小跳数的按需分配的地址分配算法,在网络初始阶段构建最小跳数,当节点监测到事件根据最小跳数建立与Sink节点的通信,获取事件节点的通信地址。理论分析及仿真结果表明,该算法降低了协议自身的通信开销,满足了无线传感器网络中通信节点资源极其稀少和低功耗的需要。     

基于ZigBee的环境监测网络节点的设计

简述了ZigBee的特点及环境监测系统的特点。使用CC2430芯片设计网络节点,描述了节点的硬件和软件设计。该设计可构架一个较大范围的无线传感器网络,用于监测环境的各项指标并传到监控中心,对环境进行实时监控。     

异构传感网中基于组合指派编码模型的节点调度算法

针对感知半径异构无线传感器网络(WSN)中的节点调度问题,提出了一种基于组合指派编码模型的分布式节点调度算法。首先确定最大可能的组个数;然后基于两跳簇概念进行分布式分簇;最后对每个簇中的节点采用组合指派编码模型分布式调度到不同的组中。理论分析与仿真实验表明,与已有基于随机方式与两跳簇方式的调度算法相比,所提算法能更有效地延长网络的生命周期,因此更加适合感知半径异构无线传感器网络环境。     

ZigBee网络节点基带处理器的设计与实现

设计一款新型符合ZigBee协议的无线传感器网络节点基带处理器。提出一种O-QPSK非相干解调的同步相关解码方式,解决了解调电路的结构冗余问题,降低了数字接收机的信噪比。设计收发控制器完成发送与接收流程的管理,通过模式切换和软件平台的优化降低了整个节点芯片的工作功耗和面积。通过Altera Stratix S80 FPGA平台进行测试验证,结果符合设计要求。     

基于动态树拓扑的多时隙分配无线传感器网络数据传输算法

针对无线传感器网络(WSN)在数据传输过程中节点能量负载不均衡问题,提出了一种基于动态树拓扑的多时隙分配无线传感器网络数据传输算法。该算法首先建立了树链路模型来分析无线传感器网络的数据传输模式以及时隙需求问题;接着通过在树拓扑上使用父代和子代的关系,使节点基于时隙需求执行帧时隙分配,并给出了接收时隙的一个序列模式和发送时隙的序列模式,允许节点更加有序且在干扰更少的信道下接收其他节点发送的数据包,减少时隙的浪费并提高信道利用效率。最后,实验仿真结果表明,与基于数据传输优化的无线传感器网络的生命周期延长算法,以及基于能量感知和时隙分配的可靠数据传输算法相比,所提算法的网络能量效率分别提高了42.8%和51.7%,节点平均寿命延长了1.7%和37.5%,网络的能量效率和网络生命周期得到了提高。     

无线传感器网络拓扑识别算法

获取无线传感器网络(WSN)的拓扑信息对于网络规划和管理具有重要意义。针对采用数据融合机制的无线传感器网络(WSN),证明了以某一节点的父节点的数据成功传输为条件时,该节点丢包的条件概率最小;以上述结论为基础,提出了一种新的WSN拓扑识别算法,仅以端到端的测量信息作为依据,可以在不增加网络负载、无需中间节点协作的情况下,获得准确的拓扑结构。NS-2仿真结果表明了该算法的有效性。     

高效低时延的LR-WPAN Mesh地址分配算法

针对IEEE 802.15.5标准中低速率无线个域网(LR-WPAN) Mesh的地址分配算法在地址分配通信开销和时间方面存在冗余的问题,提出一种高效低时延的地址分配(HLAA)算法。该算法通过使用入网申请消息替代专门的地址申请消息和删除地址分配消息中的冗余字段,减少了通信开销并降低了组网时延。仿真结果表明:与现有的低速率无线个域网地址分配算法相比,HLAA算法的通信开销减小了22.15%,组网时延则降低了7.68%。     

基于元胞自动机的无线传感网拓扑控制算法

针对无线传感器网络的应用广泛及其自身的特点,在深入研究元胞自动机模型的基础上,提出了一种关于元胞自动机模型的拓扑控制算法。对非分簇拓扑控制方法进行了改进,提出了对节点的通信方式、剩余能量控制和提高覆盖度的拓扑控制算法,并对其扩展应用到三维空间。仿真结果表明,提出的改进算法在节点的剩余数目和网络的剩余能量等性能方面比非分簇的拓扑控制方法都有提高,从而延长了系统的生存时间。     

基于变宽直方图的无线传感器网络异常数据检测算法

数据的准确性是衡量无线传感器网络(WSN)性能的重要指标,异常数据检测是无线传感器网路面临的关键问题和主要挑战。提出了一种基于变宽直方图的异常数据检测算法,通过数据聚合的方式将网络中的动态感知数据聚合成变宽的直方图来准确检测出异常数据,同时避免不必要的数据传输。对算法的性能进行了理论分析,并基于真实大规模无线传感器网络系统数据进行了实验评估,结果表明算法具有很高的准确率,并有效降低了网络通信开销。     

WSN中一种改进的TopDisc分簇算法

针对拓扑发现（TopDisc）算法构建的网络灵活性不强、重复执行算法的开销过大和没有考虑节点的剩余能量等缺点,对原算法进行分析与改进,并用OPNET网络仿真工具进行模拟仿真与性能分析。仿真结果证明,改进的TopDisc算法在节能性与稳定性等方面比原有算法有较大的提高。     

一种ZigBee无线传感器网络拓扑发现算法

ZigBee无线传感器网络(WSN)不同于有线网络,由于无法直接观察到其网络结构和设备部署情况,因此不利于对ZigBee WSN进行管理和控制。为解决该问题,提出一种针对ZigBee WSN的拓扑发现算法(ZigBeeTopo),确定网络中的活跃节点以及节点之间的相互关系,设计WSN拓扑管理模块,实现ZigBee网络拓扑的可视化。测试结果表明,该算法能正确发现多种WSN拓扑。