無線傳感器網(wǎng)絡協(xié)議棧與可靠通信技術的研究.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(WirelessSensorNetworks，WSN)是近年來無線通信應用領域的一個研究熱點。ZigBee被認為是無線傳感器網(wǎng)絡的主流協(xié)議，對于基于ZigBee的無線傳感器網(wǎng)絡協(xié)議棧，國內(nèi)并沒有完全開源的軟件平臺，國內(nèi)用戶只能使用國外提供的ZigBee開發(fā)平臺，而且這些平臺里的很多功能封裝成庫、價格昂貴，基于此，本文對ZigBee協(xié)議棧的軟件實現(xiàn)做了深入研究;同時由于無線傳感器網(wǎng)絡具有節(jié)點密度大、節(jié)點能量有限、網(wǎng)絡拓撲動

2、態(tài)變化、多跳數(shù)據(jù)傳輸、無線鏈路帶寬受限等特點，使得可靠通信成為一個值得探討的問題，在此背景下，本文還對無線傳感器網(wǎng)絡的可靠通信技術進行了深入研究，主要從抗干擾技術和擁塞控制技術兩個方面來著手。
　　 論文首先介紹了與無線傳感器網(wǎng)絡相關的基本概念、無線傳感器網(wǎng)絡中的抗干擾技術和擁塞控制技術的研究現(xiàn)狀，為本文下面的內(nèi)容做好基礎知識的鋪墊。
　　 其次，研究了ZigBee協(xié)議棧的軟件實現(xiàn)。首先介紹了ZigBee協(xié)議棧的總體設計

3、，包括對ZigBee協(xié)議棧體系結構的簡介、實現(xiàn)該協(xié)議棧用到的硬件平臺和軟件環(huán)境、協(xié)議棧的總體設計思路。其次，介紹了ZigBee協(xié)議棧中的MAC層的軟件實現(xiàn)，詳細的介紹了實現(xiàn)各個功能的步驟。最后用測試的方法驗證了所實現(xiàn)的協(xié)議棧軟件的正確性。
　　 然后，研究了WiFi共存時ZigBee的干擾問題。首先對ZigBee自身采取的抗干擾技術進行分析，指出這些技術并不能有效的抵抗同頻干擾。其次分析了現(xiàn)有的一種基于頻率捷變的抗干擾技術，指出

4、其不足。然后提出了一種新的抗干擾方法:基于頻率捷變的分布式自適應抗干擾技術，它包括干擾檢測和干擾避免兩個部分，針對干擾程度的不同采取不同的干擾避免流程，采用分布式的干擾避免方法使得干擾區(qū)節(jié)點和非干擾區(qū)節(jié)點工作在不同的信道上。最后對所提出的方法進行仿真驗證，仿真結果表明該方法能有效的避免干擾，保證網(wǎng)絡通信的可靠性。
　　 最后，研究了無線傳感器網(wǎng)絡的擁塞問題。首先對兩種現(xiàn)有的擁塞控制方法進行介紹，指出其不足。然后基于現(xiàn)有技術，提出