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1、碩士學(xué)位論文ZigBee網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)的研究STUDYONDATATRANSMISSIONTECHNOLOGYINZIGBEENWTWORKAThesisSubmittedtoSoutheastUniversityFortheAcademicDegreeofMasterofEngineeringBYCHENRongSupervisedbyProfessorXUPingpingandSeniorEngineerXINGTaoSchoolofIntegratedCircuitsSoutheastUniversityApril2013東南大學(xué)學(xué)位論文獨(dú)創(chuàng)性

2、聲明本人聲明所呈交的學(xué)位論文是我個(gè)人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果。盡我所知，除了文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，論文中不包含其它入已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包含為獲得東南大學(xué)或其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書而使用過的材料。與我一同工作的同志對(duì)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了謝意。東南大學(xué)學(xué)位論文使用授權(quán)聲明東南大學(xué)、中國科學(xué)技術(shù)信息研究所、國家圖書館有權(quán)保留本人所送交學(xué)位論文的復(fù)印件和電子文文件，可以采用影印、縮印或其它復(fù)制手段保存論文。本人電子文文件的內(nèi)容和紙質(zhì)論文的內(nèi)容相一致。除在保密期內(nèi)的保密論文外，允許論文被

3、查閱和借閱，可以公布(包括刊登)論文的全部或部分內(nèi)容。論文的公布(包括刊登)授權(quán)東南大學(xué)研究生院辦理。研究生簽名：強(qiáng)導(dǎo)師簽名：日期：摘要ZigBee從2004年發(fā)展至今，在智能家居、智能交通、智能電網(wǎng)、工業(yè)控制、農(nóng)業(yè)控制等領(lǐng)域有著非常廣泛的應(yīng)用。隨著傳感器節(jié)點(diǎn)在檢測(cè)區(qū)域中收集的數(shù)據(jù)量不斷增加，節(jié)點(diǎn)間傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量不斷增加。本文主要研究當(dāng)zigBee網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)載荷需要分幀時(shí)如何高效地傳輸數(shù)據(jù)，在基于ZigBee協(xié)議棧的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)中設(shè)計(jì)分段與重組層對(duì)實(shí)驗(yàn)支持簇中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)上傳功能進(jìn)行開發(fā)，并結(jié)合分段與重組機(jī)制提出了一種適zigage中基于能量均

4、衡的多徑路由協(xié)議。本文首先以華為合作項(xiàng)目一wsN實(shí)驗(yàn)床的研發(fā)為背景，從硬件平臺(tái)和軟件平臺(tái)兩個(gè)角度對(duì)ZigBee協(xié)議棧進(jìn)行研究，接著在基于zigBee協(xié)議棧的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)中設(shè)計(jì)分段與重組層，并利用該層完成實(shí)驗(yàn)支持簇中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)上傳功能，并利用基于MFC的處理器控制軟件對(duì)重組后的數(shù)據(jù)進(jìn)行解析，以便分析網(wǎng)絡(luò)的行為狀態(tài)；然后對(duì)ZigBee中的路由協(xié)議的設(shè)計(jì)要求、分類方法及幾種典型協(xié)議進(jìn)行闡述，并以多徑路由協(xié)議為切入點(diǎn)，結(jié)合分段與重組機(jī)制。提出了一種ZigBee中基于能量均衡的多徑路由協(xié)議，該協(xié)議通過建立節(jié)點(diǎn)不相關(guān)型多徑，利用將節(jié)點(diǎn)的剩余能量進(jìn)行等級(jí)劃

5、分的方法，將數(shù)據(jù)通過多徑并發(fā)傳輸。仿真結(jié)果驗(yàn)證了設(shè)計(jì)的多徑協(xié)議的可行性。本文主要在實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上通過分段與重組機(jī)制完成數(shù)據(jù)的傳輸，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象證明了該機(jī)制可以正確、無誤的將數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸；同時(shí)利用仿真平臺(tái)并結(jié)合分段與重組機(jī)制，設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了適用于ZigBee的基于能量均衡的多徑路由協(xié)議，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象表明該協(xié)議不但可以改善網(wǎng)絡(luò)中的吞吐量，同時(shí)對(duì)全網(wǎng)中節(jié)點(diǎn)的能量進(jìn)行均衡，延長網(wǎng)絡(luò)的生存時(shí)間?！娟P(guān)鍵詞】多徑路由、ZigBee、實(shí)驗(yàn)平臺(tái)、OPNET、協(xié)議棧ABSTRACTZigBeehasaverywiderangeofapplicationsinthefieldofsmart

6、home，smarttraffic，smartgrid，industrialcontrolandagriculturalcontrolsinceitwasbeendevelopedfrom2004．Withtheincreasingamountofdatacollectedinthedetectionarea，thedataflowbetweennodesisincreasing．Thisthesismainlystudieshowtotransmitdataefficientlywhenusethesegmentedtransmissiontechn

7、ology．Firstofall，tofinishtheexperimentdatatransmission，thesegmentationandreassemblymechanismisusedintheexperimentplatformforwirelesssensornetworkbasedonZigBeeprotocolstack，combinewiththemechanism，thenproposesallenergy-balancedmultipathroutingprotocolfortheZigBee．BasedontheHuawei

8、R&Dcooperationproject—wSNtestbedasthebackground