随着物联网技术的广泛应用,作为其核心的无线传感器网络也发挥越来越关键的作用。无线传感器网络为物联网应用提供数据采集和传输的支持,然而传统网络标准并不能很好的满足实际应用场景对可靠性和实时性等性能要求,因此迫切地需要一种具有高质量网络传输特性的无线传感器网络标准。IETF 6TiSCH工作组通过整合IEEE 802.15.4e TSCH标准和6LoWPAN协议提出了新型无线传感器网络标准6TiSCH。6TiSCH利用时隙跳频技术将可用通信资源划分为由信道偏移和时隙偏移进行确定的通信单元,通过通信单元的调度实现网络中各节点的确定性数据传输过程,进而增强传输可靠性。同时,6TiSCH默认使用RPL作为其路由协议。由于RPL路由协议默认采用的ETX等传统路由指标仅考虑部分链路质量属性,存在链路质量评估偏差,因此其在6TiSCH网络中的实际性能表现不佳。为解决以上问题,提出了一种面向6TiSCH网络的跨层路由体系及其核心路由协议TI-RPL。该跨层路由体系采用Orchestra自治式调度算法完成通信单元调度功能并获得TSCH调度表,然后通过调度统计信息计算链路使用率和链路容量并跨层传输到路由协议TI-RPL。TI-RPL路由协议利用模糊逻辑整合链路使用率和链路容量等调度层次属性与数据包重传、信道质量等链路评估属性计算综合性的链路质量度量指标LQM_CL,并将其应用于网络拓扑建立与维护过程,以实现优化网络拓扑结构并改善数据传输性能的目的。仿真测试结果表明,与使用ETX等路由度量指标的RPL路由协议相比,采用TI-RPL路由协议可提高网络数据包交付率,降低端到端延迟,使网络具有更好的可靠性和实时性。