面向BLE Mesh能量优化的路由协议研究

近年来,物联网技术不断进步与突破,全球物联网行业呈现爆发式增长态势.低功耗蓝牙自组网(Bluetooth Low Energy Mesh,BLE Mesh)应运而生,相较于其他的Mesh协议,BLE Mesh是竞争力极强的通信方式.然而,现有的BLEMesh只考虑以管理型泛洪协议进行数据传输.当网络规模或传输数据量增大时,网络中将会充斥大量冗余数据,导致能耗增加.针对能耗问题,本文提出面向BLEMesh的节点组合式按需路由协议.首先,通过邻居节点信息交换、节点组合配置和节点组合全连通三个步骤建立节点组合式网络拓扑.其次,使用路由探测包和路由回复包得到所有传输路径中的最短路径.最后,源节点沿着最短路径依次发送数据包.该协议通过限制普通节点转发,仅允许领导节点和中继节点转发数据包,减少转发节点数量,以达到抑制冗余数据包的目的.在MATLAB R2022a上仿真对比该节点组合式按需路由协议与管理型泛洪协议,结果表明,源节点向目的节点发送100个数据包时,该协议降低了网络中92.43%的数据包总量,进而减少了能量消耗,并且,源节点传输的数据包越多,效果越明显.