基于OPNET的ZigBee簇树网络性能仿真研究

由于ZigBee簇树网络的状态具有较高的灵活性,对其仿真的精度较低,为此提出基于优化网络工程工具(Optimized Network Engineering Tool,OPNET)的ZigBee簇树网络性能仿真研究。首先,将OPNET作为ZigBee簇树网络仿真架构的基础,利用Modeler为ItDecisionGuru增加数据标签,确保ZigBee簇树网络性能数据的对应关系保持唯一性;其次,建立包括数据处理模块、数据建模模块和数据控制模块的仿真子结构;最后,进行仿真分析。测试结果表明,设计方法可以实现对ZigBee簇树网络性能参数的高精度仿真。

基于ZigBee无线传感网络的分簇时间同步算法

在无线传感网络中,时间同步技术在信道分配、数据收发、休眠调度中都有着关键作用。目前已有的时间同步算法,有些同步精度不高,有些需要进行频繁的数据交换导致功耗过大。因此设计出能同时满足高精度和低功耗两个要求的算法势在必行。提出的算法通过改变网络拓扑结构,构造分簇函数,选出簇头,进行分簇。在新的网络拓扑中,协调器与簇头之间通过频偏补偿来保证同步的精度,簇头与成员节点之间通过三次通信消除时延进行时间同步,从而实现全网时间同步。仿真结果表明,整个网络在较低功耗下也能有较高的同步精度。

一种改进的ZigBee网络能量均衡簇树路由算法

针对ZigBee网络中的簇树路由算法存在网络节点能量消耗不均衡造成网络过早瘫痪的问题,提出一种改进的能量均衡簇树路由算法.该算法综合考虑单个节点生存周期和整个网络能量消耗,定义了节点能量水平以及节点权值,根据节点父子关系和权值建立了一种分簇机制,避免单个节点的不必要能量消耗和死亡,并优化AODVjr算法缩短路由距离,降低簇间通信延迟和路由开销.仿真结果表明,该算法相较于簇树路由算法减小了3.6%的网络整体能量消耗,延长了约15%的网络生命周期.

基于ZigBee的无线传感器网络簇树优化路由算法

目的提出一种能减少跳数、降低能耗的簇树优化ZigBee路由算法.方法在ZigBee基本路由算法的基础上,通过对网络节点功能的判断,简化部分节点的算法流程,同时对传输数据的特点进行分析,作为选择路由算法的依据,最终选出最优路径.结果簇树优化路由算法在路径选择时,当源节点与目的节点不属于同一簇时,采用AODVjr路由发现过程,从而减少了泛洪的次数,提高了网络的灵活性,节省了能量和延长了网络寿命.结论算法降低了网络的资源开销,提高了ZigBee路由算法执行效率和灵活性.

ZigBee技术的树簇网络监控系统设计

介绍一种基于ZigBee协议栈Z-Stack的仓库无线实时监控系统解决方案;应用首款支持ZigBee协议的单芯片CC2430及多种传感器实现了硬件平台。分析Z-StackNWK层工作原理,完成了多跳路由树簇网络的组网实验,并实际应用于某烟草仓库。结果表明:所设计的监控系统具有较好的通用性、网络鲁棒性,很容易在工业控制监控、楼宇自动化领域推广应用。

一种基于簇树结构的ZigBee网络最大生存期方法研究

提出了一种基于簇树结构的ZigBee网络最大化生存时间的方法，该簇树主要针对实时传感应用，且每个数据流应确保端到端的生存期。该方法将全网范围内的优化问题分解成每个簇的优化问题来解决，找到了一种低复杂度的优选方案。

认知视角下能量感知的ZigBee网络树型路由优化算法

为解决ZigBee Cluster-Tree路由算法路径选择不优的问题,提出了一种能量感知的ZigBee树型路由EZTR(Energy-Aware ZigBee tree routing)算法.该算法利用每个节点感知的地址信息,按照ZigBee网络树型结构计算下一跳邻居节点到目的节点之间的跳数可避免网络的环路效应,通过引入认知概念,在跳数集合中选出最短路径以降低跳数.在ZigBee网络节点能量的感知过程中,当所选路径存在低能量节点时,及时启用备用节点,从而避免节点因能量过度消耗成为失效节点.NS2(Network simulator version 2)仿真实验表明,EZTR算法可提高网络分组递交率,有效减少节点转发跳数和平均网络延时,减小网络整体能耗,为提高网络的实时性和延长网络生命周期提供理论支持.

基于Zigbee的簇树协议分析

本文首先介绍了Zigbee技术的拓扑结构,然后详细描述了簇树结构下的簇树协议的实现方法,包括簇头的形成和簇树路由过程。

TD-ASD调度算法在ZigBee网络中的应用研究

由于无线信道的广播特性,无线网络中任一节点发送的无线信号都可能被其通信范围内的其它节点接收。因此,当同一地理区域范围内的节点同时传输信号时,会形成相互干扰,从而导致信号无法正确接收。有效协调多个簇共享无线信道资源,避免冲突发生是ZigBee簇树网络面临的关键问题之一,直接影响无线资源的使用效率、网络吞吐和时延等重要性能。针对这一问题,提出基于时分的自适应SD(TD-ASD)调度算法。理论分析和仿真结果证明,TD-ASD算法可以运用在ZigBee网络中,并且在不同输入业务条件下,与传统ZigBee算法相比,该算法提高了系统吞吐量,降低了网络工作负载和端到端的平均延迟。

树簇拓扑无线ZigBee巡更节点的地址分配算法应用

ZigBee因低功耗的传输特性而被广泛应用于多种短距离通信。分析ZigBee的网络拓扑结构及设备地址的分配机制,采用树簇拓扑结构组建ZigBee无线巡更网络,给出巡更节点地址的详细分配方法及实现过程,探索ZigBee在智能建筑无线电子巡更系统中的应用。

无线传感器网络中簇树骨干网的构建及算法

针对已有分簇算法中簇头选择不合理及传输距离过长的缺陷,提出了用于构建分布式簇树骨干网的EACT算法。算法引入了图论中极大权极大独立集和根树的概念,并借助簇头轮换机制均衡节点消耗。通过仿真表明,EACT能有效地提高网络生存期,具有效能高、时间复杂度和消息复杂度低的特性。

一种基于簇首生成树的传感器网络分簇路由协议

针对无线传感器网络中分簇路由协议LEACH存在的不足,提出了一个以簇首最小生成树为簇间路由树的改进协议LEACH_CHMST。该协议摒弃了标准LEACH中簇首与sink采用简单单跳直接通信的策略,由处理能力相对较强的sink节点发现并生成覆盖全体簇首节点的最优路由树,并实现簇首到sink的多跳通信以节省节点通信能耗。实验仿真表明,与标准LEACH协议相比较,新的协议显著提高了网络的生存时间,节省了全网的节点能耗,特别适用于大规模无线传感器网络的应用环境。

Zigbee网络中的图像传输

Zigbee技术采用IEEE802.15.4数据链路层和物理层协议,但它不支持分组功能,传输层中需要的分组和重组功能只能在应用层执行。为了测试Zigbee网络的图像传输状况,该文建立一个支持多跳协议的传感器网络平台,测试单跳和双跳情况下JPEG,JPEG-2000和矩形块_零树编码格式图像的传输,给出实验结果并对统计数据进行了讨论。

分级簇树结构无线传感器网络设计

针对无线传感器网络在实际应用中拓扑变化少的特点,将其分为两级,低级别由多个簇组成,高级别由簇首组成,簇首以及簇内节点通信均遵从树状路由算法。采用STC89C52单片机、IP-Link 122x无线模块、DS18B20、DHT11等单总线温湿度传感器构建无线传感器网络。实验证明设计方案实现方法简单,适合于组建大规模的静态无线网络。

基于ZigBee技术的农用无线传感器网络体系架构研究

针对精准农业对农作物生长环境监测应具备实时性、可靠性及可持续性的要求，对无线传感器网络体系架构及路由策略进行了研究。详细描述了基于ZigBee技术的农用无线传感器网络体系架构，并在LEACH算法基础上提出了适用于长时间监测的路由策略，实现了网络簇首节点的建立、广播、选择和调度，并根据能量耗费确定是加入某个簇还是作为一个独立节点直接与控制节点通信。仿真实验结果表明，该算法能够实时采集和远程传输农田温度、湿度等信息，同时能有效减少传感器节点的能耗，延长网络寿命，保证农用无线传感器网络的长时间稳定地工作。

基于分层簇树结构的无线传感器网络的设计与仿真

针对无线传感器网络中传感器节点能量有限的特点,提出了一种分层树结构的无线传感器网络分簇组网算法.算法中,将整个网络分簇架构模型分为上层和下层,上层为簇间层,下层为簇内层.网络设计开始于指派设备DD,组网过程中优先选取剩余能量高的节点作为簇头,且在簇间层启用中继节点这种新型节点将簇头连接起来,最终形成以DD为树根的多跳分层树网络.仿真结果表明了这种分层树结构的分簇算法比传统的LEACH更有效.

ZigBee网络路由协议SS-Cluster的设计实现

为了解决AODVjr等协议在节点数不多的ZigBee网络中存在资源开销高、效率低以及ZigBee网络在小范围应用场合缺乏相应协议支持的问题,提出并设计了SS-Cluster(small-scale cluster)路由协议。基于树形ZigBee网络拓扑,结合"分簇设计思想",通过引入全新设计的两种簇类邻居表和路由缓冲表为SS-Cluster提供数据结构支持,设计了不同于其它路由协议的运行机制并详细阐述了实现算法。通过与两个典型路由协议LEACH和AODVjr在Omnet++平台上的仿真综合比较,比较结果验证了该协议的性能。

基于簇树的6LoWPAN无线传感器网络构建方案

提出了基于簇树的6LoWPAN无线传感器网络构建方案,此方案提出以簇内节点数量为度量参数的簇生成算法,在簇生成算法中,总是簇内节点总数最多的簇首节点首先发起簇的生成过程,因此实现了簇首节点数量最小化。此外,本方案还提出了簇首节点及簇关联节点移动或失效时的簇及簇树的修复算法,即基于簇内节点的权值选举新的簇首节点或簇关联节点,以维护簇或簇树的拓扑结构,确保IPv6地址配置和路由的连续性及正确性。对本方案进行了性能分析,分析结果验证了其构建的网络结构稳定性更强,路由功耗更低。

传感器网络中基于簇的融合树构建算法

针对无线传感器网络中节点能量有限的特点,提出一种基于簇的数据融合树构建算法。该算法利用基于簇的层次结构减少路由维护代价并提高系统可扩展性;利用数据融合树处理网中冗余信息,降低数据传输量,实现了节点能量高效地使用。仿真结果表明,该算法能有效降低节点能量消耗,并延长网络生存期,性能优于典型算法。

基于簇划分的移动网络多播树生成算法

针对移动网络的特点,提出了一种基于簇划分的多播树生成算法。通过对移动网络按分层管理进行簇划分,形成由簇头节点、网关节点和普通节点构成的分簇网络结构,并且在由簇头节点和网关节点形成的虚拟骨干网基础上,通过回路检测和冗余剪枝算法处理,最终得到一个能满足多播要求的多播树。