改进的ZigBee网络路由算法

合集下载

ZigBee网络中Cluster_Tree路由算法优化

2.2 地址分配机制
ＺｉｇＢｅｅ网络中的每一节点都有两个地址段：网络短地址段和扩展地址段。其中１６ｂｉｔ网络短地址仅仅用于网络中的数据传输和路由；是在节点加入网络时由其父节点动态分配的，类似于我们在Ｉｎｔｅｒｎｅｔ中使用的ＩＰ地址；６４ｂｉｔ地址类似于计算机的ＭＡＣ地址，唯一标识每个节点。加入ＺｉｇＢｅｅ网络的节点通过ＩＥＥＥ８０２．１５．４ＭＡＣ层提供的关联过程组成一棵逻辑树，当网络中的节点允许一个新节点加入网络时，它们之间就形成了父子关系，每个进入网络的节点会得到父节点为其分配的一个唯一的网络地址［３］。协调节点在建立网络以后使用的１６位的１６进制数作为自己的网络地址，路由节点和终端节点加入网络后，使用父设备给他分配的１６位的短地址来通信。规定这些子节点中最多可以有Ｒｍ个路由节点，每个父节点最多可以连接Ｃｍ个子节点，网络的最大深度为Ｌｍ。因此地址为Ａｐ深度为ｄ的父节点。如果新加入的节点是一个ＲＦＤ，并且该节点是其父节点的第ｎ个ＲＦＤ节点，分配的网络地址可通过式（１）得出： An = Ap + Cskip (d ) ∗ Rm + n 1 ≤ n ≤ Rm （１）如果新加入的节点是一个ＦＦＤ，并且该节点是其父节点的第ｎ个ＦＦＤ节点，则父节点为该节点分配的网络地址：（２） An = Ap + 1 + Cskip(d ) ∗ (n − 1) (1 ≤ n ≤ Rm) 其中：
3 、ZigB ee 路由算法改进 3.1 问题分析
如图３－１所示，簇树就是由Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｏｒ节点展开生成的簇树状网络拓扑结构，该簇树状网络分为３个簇Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｃｌｕｓｔｅｒ—Ｔｒｅｅ算法按照Ｃｌｕｓｔｅｒ—Ｔｒｅｅ树形结构分层遍历，算法简单快速。但是它存在一个问题：两个相邻的节点都在一跳范围内可以完成通信，但由于不在同一簇内，根据Ｃｌｕｓｔｅｒ—Ｔｒｅｅ算法不能通过一跳完成通信，造成网络节点资源的浪费和较大的通信延迟，容易造成网络分割，缩短网络的使用寿命。例如：簇Ａ中的１节点和簇Ｂ中的６节点要相互通信，尽管他们的距离近，相互都处于对方的信号覆盖范围，但他们属于不同的簇，本需１跳就可完成通信（１，Ｂ６），但依照Ｃｌｕｓｔｅｒ—Ｔｒｅｅ算法则需５跳来完成（Ａ１，Ａ２，Ａ３、Ｂ４、Ｂ５、Ｂ６）。可见，按照Ｃｌｕｓｔｅｒ— Ｔｒｅｅ算法额外增加了很多不必要的节点。

ZigBee中改进的Cluster-Tree路由算法

ZigBee中改进的Cluster-Tree路由算法谢川【期刊名称】《计算机工程》【年(卷),期】2011(037)007【摘要】Aiming at the problems of Cluster-Tree algorithm that cluster head node demands high energy and the routes selected between nodes is not optimal in ZigBee, this paper proposes an advanced method for forming the cluster head nodes resulting from node energy and neighbor table and a method for finding the best route resulting from AODVjr algorithm. Simulation results indicate that the advanced algorithm can effectively improve the success rate of packet transmission, cut down the hops between the target and the source node, reduce the end-to-end packet transmission delay, and enhance the network value.%针对ZigBee网络的Cluster-Tree算法对簇首能量要求高、选择的路由非最佳路由等问题,结合节点能量分析和节点邻居表,提出一种改进的簇首生成方法,利用AODVjr算法为节点选择最佳路由.仿真结果证明,与原Cluster-Tree算法相比,改进的算法能有效提高数据发送成功率,减少源节点与目标节点间的跳数,降低端到端的报文传输时延,提高网络的使用价值.【总页数】3页(P115-117)【作者】谢川【作者单位】重庆工商大学计算机科学与信息工程学院,重庆400067【正文语种】中文【中图分类】TP393【相关文献】1.改进ZigBee路由算法在电能质量在线监测中应用 [J], 王珂;曲朝阳;朱伟华2.一种改进的ZigBee网络Cluster-Tree路由算法 [J], 李刚;陈俊杰;葛文涛3.基于ZigBee无线网络的Cluster-Tree路由算法研究 [J], 赵博;吴静4.ZigBee网络中Cluster-Tree拓扑的改进与优化 [J], 高崇鹏;胡广朋5.ZigBee传感网络Cluster-Tree改进路由算法研究 [J], 贺玲玲因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

一种基于ZigBee协议的DSDV改进型路由算法

ＺｉｇＢｅｅ协议被广泛地采用。ＤＳＤＶ¨ （Ａｄ — ｈｏｃＯｎ．ｄｅ — ｍａｎｄＤｉｓｔａｎｃｅＶｅｃｔｏｒ）是ＺｉｇＢｅｅ网络中非常流行的一
（ＧｒａｄｕａｔｅＳｃｈｏｏｌａｔＳｈｅｎｚｈｅｎ，ＴｓｉｎｇｈｕａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，ＳｈｅｎｚｈｅｎＧｕａｎｇｄｏｎｇ５１８０５５，Ｃｈｉｎａ）
的改进型路由算法，根据仿真，改进后的算法在处理存在移动节点通信时有一定的优势。
【关键词】ＺｉｇＢｅｅ；无线传感器网络；ＤＳＤＶ；路由算法【中图分类号】ＴＰ２１２【文献标志码】Ａ
ＩｍｐｒｏｖｅｄＤＳＤＶＲｏｕｔｉｎｇＰｒｏｔｏｃｏｌＢａｓｅｄｏｎＺｉｇＢｅｅＷＥＮＨｏｕｍｉｎｇ，ＨＵＤｏｎｇ，ＬＩＮＸｉａｏｋａｎｇ
通信电声
⑥⑥嘲啼Ｄ凹响６＠圈６ ⑨ 响匡０＠＠ ⑥圈＠ ⑥凹 § 锄＠
一
种基于ＺｉｇＢｅｅ协议的ＤＳＤＶ
．算法研究．
改进型路由算法
温厚明，胡东，林孝康
（清华大学深圳研究生院，广东深圳５１８０５５）
【Ｋｅｙｗｏｒｄｓ】ＺｉｇＢｅｅ；ｗｉｒｅｌｅｓｓｓｅｎｓｏｒｎｅｔｗｏｒｋ；ＤＳＤＶ；ｒｏｕｔｉｎｇａｌｇｏｒｉｔｈｍ

ZigBee路由算法的研究与改进

ＫＥＹＷＯＲＤＳＺｇｅ，ｒｕｉｇａｇｒｈ，ｃｕｔｒｔｅ，ＡＯＤＶｊ，ｎｉｈｏａｌｉＢｅｏｔｌｏｉｍｎｔｌｓｅ－ｒｅｒｅｇｂ述
ＺｇｅｉＢｅ技术是一种短距离、复杂度、功耗、低低低
用前景。ＺｇｅｉＢｅ协议规范使用了ＩＥ８２１．ＥＥ０．５４定义
在ＺｇｅｉＢｅ网络层中，采用分布式地址分配方案来分配网络地址。该方案为每一个父设备分配一个有限
的网络地址段，由父设备具体分配一个网络地址给再它的每个子设备，些地址在同一个网络中是唯一的。这协调节点在建立网络以后使用１６位的１６进制数Ｏ０ＸＯ０作为自己的网络地址，由节点和终端节点加路入网络后，用父设备给他分配的１位的短地址来通使６信。整个网络的架构由３个值决定，别是：分网络的最
大深度（ｍ）每个父设备最多拥有的子节点个数Ｌ，
的物理层（ＨＹ）Ｐ和媒体介质访问层（ＭＡＣ，在此基）并
础上定义了网络层（ＮＷＫ）应用层（Ｌ架构。网和ＡＰ）
络层提供的功能主要是新建一个网络、点加入和离节
ｏｉｉａｌｏｉｍ，ｐｏｏｅｏｒｃｉｅｒｕｅｍｅｈｄｂｓｄｏｈｅｇｂｒｔｂｅａｄｎｉｈｏｏｅｎｎｌｚｓｔｅａｔａｒｎｌａｇｒｔｇｈｒｐｓｓａｃｒｅｔｖｏｔｔｏａｅｎｔｅｎｉｈｏａｌｎｅｇｂｒｎｄ，ａｄａａｙｅｈｃｕｌ

Zig Bee树路由算法在煤矿传输中的改进

数据传输过程中，要由３种路由分组确定数据是否需
ＺｇＢｅ网络的路由机制只支持３种网络拓扑结构：ｉｅ星
收稿日期：０１０－８２１－９２
发送与重新发送，种路由分组分别为路由请求（ＲＱ、这３ＲＥ）
基金项目：国家“ ６ ” 划资助项目（０７Ａ０２１２０ＡＩＡ０）８３计２０Ａ１Ｚ４，０６ＡＯ３１
当一个新的路由器节点经过网络允许加入网络中
时，其父节点Ａ为其子节点分配的网络地址为，
Ａ＝ｆＡ＋１＋Ｃｋ（）ｎ－１ｓｉｄ（－）．ｐ（）２
ＺｇＢｅ网络的ＭＡｉｅＣ层产生数据帧，数据帧进行对
若网络地址号为Ａ的源节点向网络深度为ｄ的目的节
２１０２年第３１卷第５期
传感器与微系统（ｒｎｄｃｒｎｃｏｙｔｅｈｏｇｓＴａｓｕｅａｄＭｉｓｓｍＴｃｎｌｉ）ｒｅｏｅ
３３
ＺｇＢｅ路由算法在煤矿传输中的改进ｉｅ树
范雪，宁宁，秦徐保国
的路由并为查找新节点分配网络地址，它是一种按需路由
图２的数据帧最多有１７个字节，且有用的数据是２并
加了帧头和帧尾才传输的，因此，传输的数据帧在有噪声的信道中也能安全地传输。
２ＺｇＢｅ网络路由算法ｉｅ
机制，根据应用的需要来建立、维护路由，通过扩展环搜索
的方式以达到限制搜索发现，达到网络通信的需要。

能量高效的ZigBee网络改进路由策略

ｒｕｉｖｒｅｄａｄｔｒｔｃｏｅｅｇｏｅｔｈａｌｉＡｃｏｄｎｏｓｍｕａｉｎｒｓｌ，ｉｐｏｅｈｔｓｒｔｇａｆｅｔｅｙｒｄｃｏｔｎｇｏｅｈａｎｏｐｏｅｔｌｗｎｒｙｎｄｓａｅｓｎｅｔｔｍｅｃｒｉｇｔｉｌｔｏｅｕｔｔｒｖｓｔａｔａｅｙｃｎｅｆｃｉｌｅｕｅｓｖｅｅｇｏｔａｄｂｌｎｅｌａｉｇｓｃｅｓｕｌｒｌｎｓｎｔｒＳｌｅｉ．ｎｒｙｃｓｎａａｃｏｄｎ，ｕｃｓｆｌｐｏｏｇｅｗｏｋ’ ｉｔｍｅｙｆ
略分别对ＺｇｅｉＢｅ网络的簇树拓扑结构以及基于簇树算法和ＡＯｊ算法的ＺＲ路由策略进行改进。改进后的路由策略在尽量减少路由开ＤｖｒＢ销的同时充分考虑对能量偏低节点的保护。仿真实验验证，改进策略能有效减少网络能耗，均衡网络负载，最大化网络的生存时间。关麓词：ＺｇｅｉＢｅ网络；路由策略；能量高效；负载均衡；ＯＭＮＥ＋仿真Ｔ＋
中圈分类号ｌＰ９３３Ｔ
能量高效的ＺｇｅｉＢｅ网络改进路由策略
张擎，刘淑美 ’ ，柴乔林
（．１山东大学艺术学院，济南２００；３山东大学计算机科学与技术学院，济南２０１）５１０．５０６
摘
要：在分析现有Ｚｇｅｉｅ网络路由策略的基础上，以节省网络能耗和均衡网络负载为目的，提出一种能量高效的改进路由略。该策Ｂ策
ｆ．ｉｅｔＳｈｏｆｈｎｏｇＵｉｅｓｙＪａ５１０２ＳｈｏｏＣｍｕｅｃｅｃｎｅｈｏｏｙＳａｄｎｎｖｒｉ，ｉａ５０６１ＦｎＡｒｃｏｌＳａｄｎｎｖｒｉ，ｉｎ２００；．ｃｏｌｆｏｐｔｒｉｅａｄＴｃｎｌｇ，ｈｎｏｇＵｉｅｓｙＪｎ２０１）ｓｏｔｎＳｎｔｎ

改进的ZigBee网络路由算法

改进的ZigBee网络路由算法
徐沛成;胡国荣
【期刊名称】《计算机工程与设计》
【年(卷),期】2013(034)009
【摘要】为了减少路由跳数和网络延迟时间,提高路由效率与网络的整体性能,对ZigBee协议网络层(NWK)层原有的Cluster-tree算法和AODVjr路由算法进行了分析和研究,并且结合这两种路由算法提出了总体表现更好的综合改进算法.改进算法中引入了邻居袁并对RREQ的转发方向进行选择,有效的避免广播风暴.仿真实验结果表明,该算法减少了整个网络的路由跳数和时间延迟,有效的节约了网络的能量,提高了网络的总体性能.
【总页数】5页(P3019-3023)
【作者】徐沛成;胡国荣
【作者单位】中国科学院微电子研究所,北京100029;中国科学院微电子研究所,北京100029
【正文语种】中文
【中图分类】TP393
【相关文献】
1.ZigBee网络路由算法改进优化 [J], 卢涛;魏绍亮;徐秀秀
2.改进的ZigBee网状网络路由算法研究 [J], 刘潇花;彭勇
3.基于节点能量优化的ZigBee网络路由算法改进 [J], 窦文博;王卫东
4.基于节点转移的ZigBee网络路由改进算法 [J], 李跃;黄希玲;贾海瑞
5.基于改进蚁群算法的Zigbee网络路由优化研究 [J], 董绍江; 杨舒婷; 刘伟; 蒙志强
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

ZigBee网络树路由改进算法研究.

ZigBee 网络树路由改进算法研究摘要：本文深入研究了zigbee 网络中树路由算法，并提出了基于邻居表的改进树路由算法（ntr）：找到源节点和目的节点的公共邻居节点；建立一种邻居节点选择策略。

ntr 在一定程度上可以解决树路由原有算法不灵活的缺点，节省了地址空间，提高了路由效率。

实验表明该算法减少了整个网络的路由费用和延时时间，节约了网络的能量消耗，提高了网络的实时性。

关键词：无线通信；zigbee；树路由；能耗0 引言随着科研领域及产业界的广泛努力，作为wpan（无线个域网）的热点技术之一的zigbee 技术已经取得了快速的发展。

自从zigbee 联盟颁布了1.0 版本的规范之后，它就在军事、个人通信、紧急和临时场合发挥着重要的作用。

特别是随着无线传感器网络技术的发展，这项技术受到了越来越多的关注和重视。

最新的消息表明，zigbee 联盟与 rf4ce 集团已经制定了适用于各种遥控型音频／视频消费类电子产品的zigbee rf4ce 规范，可以看出zigbee 技术自身以及与其他技术的结合将在各个领域发挥着主导作用。

目前 zigbee 所使用的路由算法之一的tree 路由算法只是按照单纯的父子关系来进行路由选择。

当一个节点接收到数据后，如果发现该数据并不是给自己的，那么它将根据自己的判断转发给它的父节点或者子节点，然后由其父节点或者子节点按照同样的过程继续传送数据。

整个路由算法完全没有路由发现过程，即完全没有路由开销的浪费。

但是tree 路由算法最大的一个缺点就是其建立的路由并不一定是最优或者最短的路径，同时又会在数据传输过程中带来大量的时延，特别是在大规模节点网络中会导致不均衡的流量分配与整体网络能量的消耗。

在文献和文献中，t. kim 和wanzhi qiu 等人提出了利用邻居表建立最短树路由的想法，以此来减少原有树路由的跳数，进而减少不必要的路由开销。

但是他们的文章里没有提到邻居表里的邻居节点是如何选择的，如果节点选择不当，也会对增加一定的运算量和存储空间，所以邻居节点的选择策略对于其网络性能的影响也不容忽视。

1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。

ｆｏｒｍａｎｃｅ．ＴｈｅｎｅｉｇｈｂｏｒｔａｂｌｅｉｓｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄｉｎｔｏｔｈｅｉｍｐｒｏｖｅｄａｌｇｏｒｉｔｈｍａｎｄｔｈｅｄｉｒｅｃｔｉｏｎｏｆｆｏｒｗａｒｄｉｎｇＲＲＥＱｃｈｏｉｃｅｉｓｓｅｌｅｃｔｅｄ，
ａｎｄｔｉｍｅｄｅｌａｙｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙａｎｄｓａｖｅｓｎｅｔｗｏｒｋｅｎｅｒｇｙ，ｉｍｐｒｏｖｅｓｔｈｅｏｖｅｒａｌｌｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｔｈｅｎｅｔｗｏｒｋ．
中图法分类号：ＴＰ３９３文献标识号：Ａ文章编号：１０００ — ７０２４（２０１３）０９ — ３０１９ — ０５
ＩｍｐｒｏｖｅｄＺｉｇＢｅｅｎｅｔｗｏｒｋｒｏｕｔｉｎｇａｌｇｏｒｉｔｈｍ
ａｎｄｂｒｏａｄｃａｓｔｓｔｏｒｍｓｉｓａｖｏｉｄｅｄ．Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｉｍｐｒｏｖｅｄａｌｇｏｒｉｔｈｍｒｅｄｕｃｅｓｔｈｅｅｎｔｉｒｅｎｅｔｗｏｒｋｒｏｕｔｉｎｇｈｏｐｓ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｏｒｅｄｕｃｅｔｈｅｒｏｕｔｉｎｇｈｏｐｓａｎｄｎｅｔｗｏｒｋｄｅｌａｙｔｉｍｅ，ｉｍｐｒｏｖｅｒｏｕｔｉｎｇｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙａｎｄｏｖｅｒａｌｌｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｔｈｅｎｅｔ —
（中国科学院微电子研究所，北京１０００２９）
摘要：为了减少路由跳数和网络延迟时间，提高路由效率与网络的整体性能，对ＺｉｇＢｅｅ协议网络层（ＮＷＫ）层原有的
Ｃｌｕｓｔｅｒ－ｔｒｅｅ算法和ＡＯＤＶｊｒ路由算法进行了分析和研究，并且结合这两种路由算法提出了总体表现更好的综合改进算法。
ｌｙｚｅｄａｎｄｒｅｓｅａｒｃｈｅｄ，ａｎｄｔｈｅｉｍｐｒｏｖｅｄａｌｇｏｒｉｔｈｍｉｓｔｈｅｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｓｅｔｗｏｒｏｕｔｉｎｇａｌｇｏｒｉｔｈｍａｎｄｈａｓａｂｅｔｔｅｒｏｖｅｒａｌｌｐｅｒ —
改进算法中引入了邻居表并对ＲＲＥＱ的转发方向进行选择，有效的避免广播风暴。仿真实验结果表明，该算法减少了整个网络的路由跳数和时间延迟，有效的节约了网络的能量，提高了网络的总体性能。
关键词：无线传感器；紫蜂；ＩＥＥＥ８０２．１５．４协议标准；簇树；按需距离矢量路由改进协议
ＸＵＰｅｉ — ｃｈｅｎｇ。ＨＵＧｕｏ — ｒｏｎｇ（ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＭｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ，ＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００２９，Ｃｈｉｎａ）
ｗｏｒｋ，ＺｉｇＢｅｅｐｒｏｔｏｃｏｌｎｅｔｗｏｒｋｌａｙｅｒ（ＮＷＫ）ｌａｙｅｒｏｆｔｈｅｏｒｉｇｉｎａｌＣｌｕｓｔｅｒ－ｔｒｅｅａｌｇｏｒｉｔｈｍａｎｄＡＯＤＶｊｒｒｏｕｔｉｎｇａｌｇｏｒｉｔｈｍａｒｅａｎａ —
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｗｉｒｅｌｅｓｓｓｅｎｓｏｒ；ＺｉｇＢｅｅ；ＩＥＥＥ８０２．１５．４；Ｃｌｕｓｔｅｒ－ｔｒｅｅ；ＡＯＤＶｊｒ
０引言
ＺｉｇＢｅｅ通信技术的ＭＡＣ层和ＰＨＹ层基于
２０１３年９月
计算机工程与设计
ＣＯＭＰＵＴＥＲＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧＡＮＤＤＥＳＩＧＮ
Ｓｅｐｔ．２０１３
第３４卷
第９期
பைடு நூலகம்
Ｖｏ１．３４Ｎｏ．９
改进的ＺｉｇＢｅｅ网络路由算法
徐沛成，胡国荣