ZigBee网络中基于借地址的高效分布式地址分配算法

借地址机制用于解决ZigBee网络在采用DAAM (distributed address assignment mechanism)为节点分配地址时因组网参数的限制而产生的孤节点问题。现有的借地址机制可以提高地址分配成功率,但存在其组网开销和时延较大的问题。为此提出一种高效的借地址分配算法EDAA BA (efficient distributed address assignment algorithm based on borrowed address),采用首先向同枝子孙节点借地址的方式为路由孤节点分配地址、加入借地址信息即时回复机制以及将16位地址中DAAM未使用到的剩余地址分配给终端孤节点等改进机制达到减少组网开销和时延的目的。理论分析和仿真结果表明：EDAA BA算法在保持较高地址分配成功率的前提下,其组网耗时和组网开销方面性能优于现有的两种改进方案。     

基于邻居表查询的ZigBee多播路由算法

由于ZigBee网络需要将信息以多播的方式进行传递,部分节点多次传输消耗大量能量,导致节点死亡,为缓解这个问题,提出了基于邻居表查询的ZigBee多播路由算法.该算法结合邻居表查询和ZigBee分布式地址分配特性,对ZigBee网络多播转发节点选择进行优化,使一个节点能给多个目的节点转发信息.仿真结果证明该算法减少了路由开销,节约了网络的能量,提高了网络的可靠性.     

基于邻居信息交换的机会网络低时延路由算法

提出一种以Epidemic Routing为基础、采用两跳邻居信息交换方式的机会网络低时延路由算法———LDREN,在分组索引的交换过程中交换两跳邻居信息从而增强对本地拓扑的掌握,并优先发送位于最后两跳的数据分组;同时在节点相遇感知过程中借助ECHO消息从节点缓存中删除已到达目的节点的分组.性能分析结果表明,与经典的Epidemic路由算法及其改进算法ARER相比,LDREN在分组端到端时延、分组传送成功率、存储空间占用等方面的性能得到整体提升.     

一种受控泛洪的ZigBee网络高效混合路由算法

针对现有的ZigBee网络表驱动中按需混合路由算法采用泛洪方式寻找最优路径导致开销过大的问题,提出一种受控泛洪寻获最优路径的高效混合路由算法（efficient hybrid routing based on controlled flooding,EHRCF）,在该算法中,节点在分配地址时通过“旁听”消息获知横向邻居信息,建立源、目的节点间的最优路径,减少泛洪带来的额外开销;满足一定条件的中间节点不再转发路由请求(route request,RREQ)消息,直接回应RREQ和跳数,减少一跳以及邻居节点转发RREQ的开销。理论分析和仿真结果表明,与现有的混合路由算法LF-ZAODV（limited flooding zigbee ad-hoc on-demand distance vector routing）和TR(tree routing)算法相比,EHRCF算法在路由开销和传输时延等方面的性能整体更优。     

采用邻居节点的改进ZigBee路由选择算法

在无线传感网络中,路由选择是高效使用网络、延长全网络寿命的关键之一.为了提高网络效率和节省网络整体能耗,提出了一种路由选择优化算法,该算法利用没连接到的邻居节点进行数据路由选择,以减少从源节点到目的节点的跳数,进而达到提高网络效率和节省能耗的目的.通过仿真实验对比分析了改进前后的实际效果,实验结果表明改进后的路由选择优化算法减少了ZigBee节点间路由的跳数和延迟,提高了路由效率,节省网络整体能耗.     

基于反向路由的Zigbee网络本地修复机制改进

针对当前ZigBee网络链路故障修复机制时延长和数据分组丢失的缺陷,提出了一种改进的Zigbee网络本地修复算法(ILRA-AODVjr)。通过空闲路由节点反向路由机制,向邻居节点广播一个具有两跳生命周期反向路由构建报文S-RREQ,为空闲节点产生多个备用局部路由,增加网络中节点有效路由数量,提高网络发现路由速度,缩短网络局部故障修复时间。仿真结果表明,改进的Zigbee网络本地修复算法,有效减少了网络故障修复响应时间,延长网络生命周期,减轻了网络拥塞和延迟。     

面向VANETs改进的GPSR路由算法

针对车载网络GPSR的路由空洞问题,分析了现有策略的不足。为此,提出改进的GPSR。在改进的GPSR中,当节点已达到局部优化,即贪婪算法无法传递数据包,就利用邻居节点竞争方式转发数据包,并基于邻居节点的权值,选取最优的下一跳节点。仿真结果表明,改进的GPSR在数据传输率、端到端传输时延、路由长度方面均有较好的性能。     

一种基于ZigBee树状路由协议的改进算法ATSPF

ZigBee现有的树状路由协议是根据节点间的父子关系创建路由并进行数据传输,这样容易产生较长的路径并加重父节点的处理任务。提出一种基于树状路由协议的改进算法ATSPF,将ZigBee网络地址转换为逻辑索引值列表,根据索引值计算出节点所有邻居到目的节点的跳数,选择跳数最少的邻居为下一跳来建立路由。仿真结果表明,ATSPF可以有效减少路由跳数、降低分组丢失率、减小节点间通信时延、降低协调器的能量消耗、延长网络生存时间。     

传感器网络基于邻居信息量化的能量平衡路由

针对地理位置路由中数据包的平均传输能耗随时间推移急剧增加的问题,设计并实现了一种基于两跳邻居信息量化的能量平衡路由协议(TNEB).节点通过Hello报文获得两跳范围内的邻居节点信息,TNEB根据两跳邻居信息确定一个贪婪转发候选节点集合.依据邻居节点的数据流拥塞度和能量平衡度,从候选节点集合中选择最佳的邻居节点完成数据包的转发.测试结果表明,在平均邻居节点数为15的网络拓扑上,TNEB算法的平均能耗比Greedy-2和GPSR算法分别降低了26.7％和48.8％,端到端延迟分别减少了19.9％和31.8％.     

基于区域划分的DV-Hop定位算法的改进

DV Hop节点定位算法采用跳数乘以每跳平均跳距估算节点间的距离,而跳数和每跳平均跳距受网络的节点密度、节点的通信半径等参数影响较大。针对DV Hop算法存在的不足,提出一种基于跳数区域划分的DV Hop定位改进算法——HRDV Hop（Hop regional division DV Hop,HRDV Hop）。对一跳区域的节点测距引入RSSI技术,两跳或以上区域的节点采用跳数值修正法,再辅以限制跳数机制。MATLAB仿真测试结果表明,在相同的网络硬件和拓扑环境下,改进后的算法能更有效地降低节点间的距离估算误差,提高定位精度。     

基于ZigBee的战场数话传输模块的设计与实现

为了实现战场上语音和数据的近距离无线传输,将语音传输与ZigBee无线网络相结合,利用ZigBee技术设计一个小型的无线网络,代替有线通信方式. 以IAR的Embedded Workbench为开发平台,设计了控制模块、语音模块、无线通信模块、功率放大模块、数据接口等模块硬件电路. 采用RALCWI语音压缩算法保证话音质量,设计了2.4 GHz ZigBee网络节点,组成2.4 GHz ZigBee小型网络,在网络内自由传输语音和数据,并在软件上实现了语音处理和组网、无线收发数据、数据传输等功能,解决了战场上无线传输的问题.      

基于ZigBee的智能调光控制系统设计

响应国家节能减排的号召,提出一种基于ZigBee的智能调光控制系统设计,选用LED灯解决了原有灯具发光效率低的问题;选用ZigBee无线传感器网络通信方式,设计了回路节点和路由器,解决了有线传输网络扩展性差、维护成本高的问题;开发了ZigBee转TCPIP通信网关,实现了现场控制和远程监控的结合。该设计在学校部分区域展开实验,应用效果良好。     

基于迭代双通信半径的传感器网络DV-Hop算法

为了提高DV-Hop算法的定位精度,提出了一种基于迭代双通信半径的DV-Hop改进算法。首先针对当前网络拓扑结构选取一个合适的通信半径,并用它与节点的默认通信半径一起估计信标节点间的平均每跳距离,最后使用迭代算法对得到的平均每跳距离进行修正,选择误差最小的平均每跳距离对未知节点与信标节点间的距离进行计算。仿真实验结果表明,改进算法在不明显提高算法复杂度与通信量的基础上大大提高了定位精度。     

防边界收缩的无线传感器网络节点轻量级调度算法

针对高密度部署的无线传感器网络边界节点邻居数量低于内部节点而导致休眠概率不均等进而边界收缩的问题,提出了一种轻量级调度算法.根据邻居表中节点的数量以及邻居节点的工作邻居数量判定节点是否处于网络边界,对于边界节点和内部节点采用不同的调度策略,并分别计算得出处于网络边界的节点被n个邻居完全覆盖的概率和边界节点被n个邻居覆盖的面积分数的范围.仿真结果表明,该算法能够有效缓解边界收缩问题,延长网络生命周期.     

基于ZigBee的供水管道泄漏监测节点的设计

针对传统供水管道泄漏监测方式成本高、安全性差的问题, 设计了一种用于供水管道泄漏监测的无线传感器网络节点。将节点按功能分为协调器节点、路由器节点和终端节点, 以TI 公司的ZigBee 芯片CC2530 为微处理器和通信模块, 设计了这3 类节点的硬件结构和软件流程。实验结果表明, 该节点运行情况良好, 传输数据稳定, 并能按照预定网络拓扑组建、迅速扩展并重构网络。     

油田监测系统的ZigBee路由算法节能优化

根据油田监测网络的部署特点,对ZigBee路由算法进行节能优化.给出了节能优化算法的实现方法,不但考虑路径的长度,还充分考虑节点剩余能量,减少网络瓶颈节点.采用NS-2软件进行仿真分析,仿真表明,优化算法可以延长网络生存期.