论文部分内容阅读
21世纪以来,无线传感网络技术得到了突飞猛进的发展,在国际范围引起了高度重视,并得到了非常广泛的应用。无线传感网络是由一定数量的无线传感网络节点自发组织而形成的完成特定功能的网络,具有布置简单、易于维护、成本低等很多优点。如今,人类对赖以生存的环境提出了越来越高的关注,而将无线传感网络用于流域环境监测,无疑是最佳的选择。路由协议是无线传感网络中的一大关键技术,路由协议的实现方式影响着整个网络的运行效率,并决定了网络中各个节点的功耗。流域监控系统所关心的数据来源基本呈现链状分布,且每跳距离较远,使得路由过程中的带宽使用率和能耗问题更为突出。而传统的无线传感网络路由算法在路由过程中交互的数据比较多,应用在拓扑结构确定的稀疏链状网络中会影响整个网络系统的通讯效率,并造成不必要的能量消耗。针对这一问题,本课题通过分析用于流域环境监测的链状网络的特点,提出了以协调器为中心,分侧管理的设计理念。并以此设计理念为基础设计了一套高度精简的适用于链状环境监测网络的路由协议,其中包括地址的分发、网络的建立和加入以及数据包的路由转发等三大功能模块。该路由协议通过有序的地址分配规律和高效的静态路由算法对网络中的数据包进行路由转发,减少了路由过程的开销,提高了带宽的利用率。本课题在CC2530硬件系统上,采用基于IEEE802.15.4规范的MAC层平台设计了一套精简的协议栈,对上述路由协议进行了实现。实测结果表明,硬件系统性能良好,能够满足单跳数公里距离情况下的可靠通讯。测试过程中,该精简协议栈运行流畅,性能稳定,数据包转发速率达到了102.91kbps,很好的满足了流域环境监测对无线传感网络系统的要求。