搜档网
当前位置:搜档网 › ZigBee网络随机地址分配机制研究

ZigBee网络随机地址分配机制研究

ZigBee网络随机地址分配机制研究

摘要:ZigBee网络的随机地址分配机制采用随机算法为节点分配地址,其具有逻辑复杂度低、实现方便、无需参数等优点,但同时会造成较大的通讯开销和时间消耗,且未能对重复地址做出有效清理。对此,本文提出新型随机地址分配算法,能有效地控制通信开销和时间消耗,且能对重复地址信息进行清理。最后在NS2软件上进行模拟仿真,测试数据证明了新提出的算法的有效性和可行性。

关键词:ZigBee;随机地址分配;地址冲突;NS2

1引言

ZigBee技术是在IEEE802.15.4无线通信协议标准上建立的近距离无线组网通信技术[1][2],具有近距离、自组织、低功耗、低复杂度等特点[3],主要用于近距离低速率电子设备之间的数据传输以及典型的有周期性数据、间歇性数据传输需求的场景[4],包括汽车工业、家庭自动化、遥控遥测、定位系统等领域[5]。

ZigBee技术的地址分配有两种机制,分别是分布式地址分配机制(Distributed Address Assignment Mechanism,简称DAAM)和随机地址分配机制(Stochastic Address Assignment Mechanism,简称SAAM)。DAAM强调“地址——位置”的对应关系,更确切地说是“子节点地址——父节点地址”的对应关系,该对应关系是树状路由的基础。而SAAM采用逻辑上更简单的随机方式分配地址,该机制对应的是网状路由。

现有的随机地址分配算法(简称SAAM算法)虽能完成节点的入网地址分配工作,但时间消耗和通信开销较大,对于采用电池供电的ZigBee设备来讲,显然是技术弊端。因此,本文在深入研究SSAM算法的基础上,提出新型的基于邻居确认的随机地址分配算法(Stochastic Address Assignment Mechanism based on the Confirm of the Neighbors,简称SAAMCN),以降低时间和通信开销,同时对重复地址做出有效清理。

本文主要工作包括如下四个方面:

(1)研究ZigBee现有的随机地址分配算法SAAM并分析其优缺点;

(2)针对SAAM的缺陷提出新型扫描算法SAAMCN;

(3)将SAAM和SAAMCN在NS2网络仿真平台上实现;

(4)对SAAM和SAAMCN进行多指标多场景的测试,验证SAAMCN算法的有效性。

2SAAM算法分析

SAAM算法的逻辑是:从协调器开始,每个父节点都随机从65533个地址中为

子节点分配地址,而不考虑子节点的类型。因为短地址总共65536个,其中有3

个(分别是0x0000、0xFFFE、0xFFFF)不参与地址分配,故地址池大小为65533。父节点每随机出一个地址,都要去自己的子地址列表中查询以确认该地址是否已

经分配过。若是则重新随机,否则将该网络地址通过入网应答命令传递给子节点。子节点在收到入网应答命令之后,需要向全网广播“设备声明”(Device Announce),其中包含刚获得的网络地址和64位长地址。其他设备收到该声明

之后,首先判断自己的网络地址与该声明中的网络地址是否一致,若是则以广播

方式发送“地址冲突”(Address Conflict),并且自行重新随机选择网络地址,同样需要发送“设备声明”,否则继续转广播“设备声明”。节点收到“地址冲突”的通告之后,自行重新随机选择网络地址,继续重复上述流程。

节点收到设备声明后的处理逻辑如图1所示:

图1 SAAM算法中节点对设备声明的处理逻辑

节点在收到设备声明之后首先要判断此前是否接收过,若已接收过则直接忽略。还需要注意若节点发现网络地址冲突,则既要发送地址冲突通告,还要通过自行随机的方式重新给自己分配网络地址,最后还需广播设备声明将新获得的网络地址通知全网。节点在收到地址冲突通告后,按图2所示逻辑进行处理。

图2 SAAM算法中节点对地址冲突的处理逻辑

地址冲突通告中包含网络地址、64位长地址、广播序列号。这些信息在最初节点发送设备声明时设置,此后的转发节点只会读取其中的信息并记录在本地的声明发送列表(或冲突发送列表),不会修改其中的值。只有最初发送设备声明

的节点收到地址冲突通告,才会在重新选择网络地址之后将广播序列号加一,重

复此前的广播。广播序列号的作用除了避免无穷广播之外,还可以便于节点识别

这是来自某个节点的第几个广播包。

通过以上分析可知SAAM算法具有以下优点:

①降低了欲入网节点选择潜在父节点的逻辑复杂度,因此减轻了扫描阶段的

压力。而且潜在父节点采用随机方式获得网络地址,操作方便。

②由于不存在地址池枯竭的问题,节点的入网也就没有静态和动态之分,所

以也就不用考虑借地址等问题,欲入网节点都能分到地址。

③潜在父节点得出网络地址不需要计算,因此不需要、、等参数。这

就意味着在DAAM机制中与这些参数对应的限制在SAAM机制中都不存在。在一些

不能提供、、等参数值的场合下,SAAM算法非常合适。

同时必须认识到,SAAM算法把压力集中到了获得网络地址之后,因为子节点

要进行全网广播来避免地址冲突,并对冲突的地址进行处理。从上述对设备声明

和地址冲突通告的处理逻辑上,我们不难发现SAAM算法以下明显的缺点:

①子节点获得网络地址后都需要进行全网广播设备声明,即已入网节点都要

为刚入网节点转发一次设备声明,除非该节点的网络地址与刚入网的节点冲突,

但冲突的情况更糟糕,因为冲突就需要广播地址冲突通告,节点重新选择网络地

址之后还需要广播,又加重了整个网络的负担。而且这种广播是每个节点刚入网

是都会促发的,显然通信开销很大,耗时很长。

②在出现地址冲突时,SAAM算法要求重复的地址都要重新选择,但并未考虑

原网络地址在网络中存在过,在部分节点的路由表、邻居表等属性表中都有记录,SAAM算法并未对这些记录进行有效的处理。

3SAAMCN算法

针对SAAM算法存在的问题,本文提出基于邻居确认的随机地址分配算法——SAAMCN,可以看作是对SAAM算法的优化或者补充。

首先对于广播成本高的问题,SAAMCN算法采用将广播限制在两跳范围内的方法来解决。这就从根本上解决了成本问题,能够明显降低广播的通信开销,节省时间。但必须要指出该算法在网络规模很大的情况下效果不太理想,因为随着网络规模的扩大,两跳广播覆盖的范围占全网的比率比较小,虽然通信开销和时间消耗控制在低位,但是避免地址冲突的功能就受限制,因此该算法的适用范围是中等及以下规模的网络。

SAAMCN算法在节点接到设备声明之后不仅仅是跟本节点的网络地址比较,还要跟本地的路由表、邻居表等属性表中记录的节点网络地址比较,只要查到有设备声明中网络地址的记录,就可确定该网络地址是重复的,直接发送地址冲突通告即可,因为该通告是并非一定要网络地址重复的节点才能发送。

在出现地址冲突后,拥有该网络地址的节点都将会修改地址,则网络中其他节点关于该网络地址的记录就无效了,因此SAAMCN算法在节点收到地址冲突通告之后,如果本节点的短地址跟正在进行设备声明的短地址不相同(我们称这样的节点为第三方节点),则查询本地的各种属性表,若发现了通告中的短地址记录,则删除相应的信息,以解决地址变更时节点信息未清理的问题。

SAAMCN算法中节点收到设备声明后的处理逻辑如图3所示。

图3 SAAMCN算法中节点收到设备声明的处理逻辑

SAAMCN算法中节点收到地址冲突通告的处理逻辑如图4所示。

图4 SAAMCN算法中节点收到地址冲突通告的处理逻辑

通过对SAAM算法的一系列改进,不难发现SAAMCN算法的已具有如下优势:

①同样具有逻辑复杂度低、地址池不枯竭、不受参数限制等优势,即SAAMCN 算法完全保留了SAAM算法的优势;

②采用两跳广播代替SAAM算法的全网广播,有效地控制了通信开销和时间消耗;

③查询属性表确认地址冲突的策略扩大了设备通告的实际范围,因此弥补了两跳广播造成搜索范围有限的劣势;

④特有的冲突地址信息清理机制保证了已失效的地址信息不会继续存在于网络中,保障了网络的正常运行。

4模拟仿真及数据分析

为了验证SAAMCN算法的有效性,本文将其在NS2上进行仿真实现并做相应的测试。本文模拟仿真所采用的NS2是开源免费的仿真软件,且其具有较高的执

行效率、丰富的构件库、灵活的配置,良好的可扩展性和开放性等优点[6]。同时将SAAM算法也在NS2上模拟实现并测试,将两组算法的测试数据进行对比,以增强说服力。

本文设置了7套模拟仿真场景,具体如表1所示:

表1 随机地址分配算法的仿真场景

除了时间消耗和通信开销两个指标外,本文再引入重复率指标来衡量两套算法。

定义重复率如下:

(1)

其中表示整个组网过程中尝试入网的节点总数,表示网络中重复节点的总数。

仿真结果如图5、图6、图7所示。

图5 SAAM和SAAMCN算法的重复率对比

图5显示随机算法的重复率随节点数增加而提高。在200个节点以下的场景中,SAAMCN能保证0.05%以下的重复率,特别是150个及以下节点的场景,重复

的情况基本上统计不到,所以SAAMCN算法的非常适用于200个节点以下的场景。现实中,小规模ZigBee网络大约是十几个节点,中等规模网络节点数约几十或

者上百个,因此SAAMCN算法在中小规模网络中表现优异。

图6 SAAM和SAAMCN算法的时间消耗对比

图7 SAAM和SAAMCN算法的通信开销对比

图6和图7显示,SAAMCN算法时间消耗和通信开销都远低于SAAM算法。

综合比较三组数据,发现在网络规模低于200个节点时,SAAMCN的重复率和SAAM很接近,但通信开销和时间消耗远远低于SAAM,因此SAAMCN算法具有明显

优势。在网络规模大于200个节点时,SAAMCN的时间消耗和通信开销远低于SAAM,重复率高于SAAM。因此得出结论,在网络规模不是很大时,SAAMCN算法

在总体指标上优于SAAMCN算法。

5结语

本文在对ZigBee网络随机地址分配机制进行深入研究的基础上,分析出现

有随机地址分配算法SAAM会造成较大的通讯开销和时间消耗,且未能有效清理

重复地址信息的问题,并提出了新型随机地址分配算法SAAMCN。该算法对广播的

跳数做出限制,并充分利用属性表来清理重复地址信息,以解决上述问题。最后

通过在NS2仿真平台上的模拟测试,证明SAAMCN在其适用范围内的优越性。

参考文献:

[1]朱旭,牛存良,白晓丽.改进的ZigBee树路由算法[J].计算机工程与应用,2016,52(5):114-118

[2]张少凡,魏长军,张少敏.ZigBee技术的研究与应用[J].电脑知识与技术,2017,13(2):261-263

[3]姚文强.基于ZigBee的路灯网络路由算法的研究与应用[D].苏州:苏州

大学,2017:4

[4]荆磊.简析Zigbee技术的适用[J].现代工业经济和信息化,2014,(6):85-86,89

[5]侯启真,史秉鑫,刘衍帆.基于RSSI的ZigBee定位技术研究[J].计算机

应用与软件,2016,33(4):134-137

[6]狄万昕.基于ZigBee协议的无线传感网节点能耗研究[D].安徽:安徽工

程大学,2016:19

ZigBee网络地址分配机制及路由失效自修复研究

ZigBee网络地址分配机制及路由失效自修复研究 李清平;刘清华;傅幼萍 【摘要】探讨了ZigBee网络中用于路由发现和数据传输的网络地址以逻辑树方式进行分配的机制,以基于Cluster-Tree和AODVjr算法的路由选择策略阐述了ZigBee网络规模与节点转发率及平均延时的关系,并通过OPNET平台仿真某路由节点失效后ZigBee网络的自修复功能,评估了其对网络性能产生的影响.最后通过分析节点自我修复能力、各节点应用层数据传输的影响以及点对点的延时情况,验证了ZigBee网络良好的鲁棒性和收敛性.%The mechanism of allocating network address used in routing discovery and data trans-mission in the ZigBee network by means of logical tree is https://www.sodocs.net/doc/a719191662.html,work address allocation algorithm show s that 16-bit short addresses of terminal equipment having the same parent node are all continuous.Routing strategy based on Cluster-Tree and AODVjr algorithm indicates that with the expansion of ZigBee network,the node forwarding rate is on the decline,the average de-lay reduce gradually.Through the OPNET platform,self-healing function of ZigBee network is emulated after a routing node failure,and its influence on network performance is evaluated. The good astringency and strong robustness of ZigBee network have been tested and verified by analyzing the self-healing capacity of failed nodes,the influence on data transmission in the appli-cation layer of each node and point-to-point delay. 【期刊名称】《山东理工大学学报(自然科学版)》

ZIGBEE

zigbee 编辑 Zigbee是基于IEEE802.15.4标准的低功耗个域网协议。根据这个协议规定的技术是一种短距离、低功耗的无线通信技术。这一名称来源于蜜蜂的八字舞,由于蜜蜂(bee)是靠飞翔和“嗡嗡”(zig)地抖动翅膀的“舞蹈”来与同伴传递花粉所在方位信息,也就是说蜜蜂依靠这样的方式构成了群体中的通信网络。其特点是近距离、低复杂度、自组织、低功耗、低数据速率、低成本。主要适合用于自动控制和远程控制领域,可以嵌入各种设备。简而言之,ZigBee就是一种便宜的,低功耗的近距离无线组网通讯技术。 1概述 ZigBee是一种低速短距离传输的无线网络协议。ZigBee协议从下到上分别为物理层(PHY)、媒体访问控制层(MAC)、传输层(TL)、网络层(NWK)、应用层(APL)等。其中物理层和媒体访问控制层遵循IEEE 802.15.4标准的规定。 ZigBee网络主要特点是低功耗、低成本、低速率、支持大量节点、支持多种网络拓扑、低复杂度、快速、可靠、安全。ZigBee网络中设备的可分为协调器(Coordinator)、汇聚节点(Router)、传感器节点(EndDevice)等三种角色。[1] 才茂Zigbee 典型组网方式 与此同时,中国物联网校企联盟认为:zigbee作为一种短距离无线通信技术,由于其网络可以便捷的为用户提供无线数据传输功能,因此在物联网领域具有非常强的可应用性。

2起源 ZigBee译为"紫蜂",它与蓝牙相类似。是一种新兴的短距离无线通信技术,用于传感控制应用(Sensor and Control)。由IEEE 802.15工作组中提出,并由其TG4工作组制定规范。 2001年8月,ZigBee Alliance成立。 2004年,ZigBee V1.0诞生。它是Zigbee规范的第一个版本。由于推出仓促,存在一些错误。 2006年,推出ZigBee 2006,比较完善。 2007年底,ZigBee PRO推出。 2009年3月,Zigbee RF4CE推出,具备更强的灵活性和远程控制能力。 2009年开始,Zigbee采用了IETF的IPv6 6Lowpan标准作为新一代智能电网Smart Energy(SEP 2.0)的标准,致力于形成全球统一的易于与互联网集成的网络,实现端到端的网络通信。随着美国及全球智能电网的建设,Zigbee将逐渐被IPv6/6Lowpan标准所取代。 ZigBee的底层技术基于IEEE 802.15.4,即其物理层和媒体访问控制层直接使用了IEEE 802.15.4的定义。 在蓝牙技术的使用过程中,人们发现蓝牙技术尽管有许多优点,但仍存在许多缺陷。对工业,家庭自动化控制和工业遥测遥控领域而言,蓝牙技术太复杂,功耗大,距离近,组网规模太小等。而工业自动化,对无线数据通信的需求越来越强烈,而且,对于工业现场,这种无线传输必须是高可靠的,并能抵抗工业现场的各种电磁干扰。因此,经过人们长期努力,ZigBee协议在2003年正式问世。另外,Zigbee使用了在它之前所研究过的面向家庭网络的通信协议Home RF Lite。 长期以来,低价位、低速率、短距离、低功率的无线通讯市场一直存在着。蓝牙的出现,曾让工业控制、家用自动控制、玩具制造商等业者雀跃不已,

ZigBee网络设置基础实验

一、实验目的 1、学习和掌握IAR软件的安装。 2、学习和掌握ZigBee协议栈在IAR软件开发环境中的应用。 二、实验设备 (1)硬件设备 ● PC机一台; ● CC2530-DEBUG仿真器一台; ● ZigBee通信模块(插接在传感器模块的ZigBee通信模块); ● ZigBee协调器(插接在嵌入式网关或PC机上的ZigBee通信模块)。 (2)软件工具 ● IAR Embedded Workbench Evaluation for 8051 8.10版; ● PL2303-USB转串口驱动程序; ●串口调试软件4.5。 三、实验原理及关键知识点 3.1 ZigBee网络设备 ZigBee网络有三种逻辑设备类型,即协调器(Coordinator)、路由器(Router)和终端设备 (End-device)。一般情况下一个ZigBee网络由一个协调器节点、若干个路由器节点和若干个终端节点组成(星形网络拓扑结构除外)。 (1)协调器(Coordinator) 协调器的作用是创建和维护ZigBee网络,也是形成网络的第一个设备。ZigBee网络中的协调器与路由器和终端的硬件电路并无区别,只是其软件设置有所不同。 协调器的设置内容包含网络拓扑结构、信道和网络标识(即网络号PAN ID),也可使用默认值而省略设置,然后开始启动这个网络(各个节点上电即为启动)。一旦启动网络,在与协调器的有效通信距离范围内且设置为相同网络标识和信道的路由器和终端就会自动加入这个网路。 注意:协调器的主要作用是建立和设置网络。网络一旦建立完成,该协调器的作用就与路由器节点相同,甚可以退出着这个网络(仅限于树形和网形网络)。 (2)路由器(Router) 路由器是在网络中起支持关联设备的作用,实现其它节点的消息转发功能。ZigBee的树形网络和网形网络可有多个ZigBee路由器,ZigBee的星形网络不支持路由器。 路由器功能如下:

ZigBee协议栈原理简介

第1章ZigBee协议栈原理 2007 年4 月,德州仪器推出业界领先的ZigBee 协议栈(Z-Stack)。Z-Stack 符合ZigBee2006 规范,支持多种平台,包括基于CC2420 收发器以及TI MSP430 超低功耗单片机的平台、CC2530 SOC 平台等。Z-Stack 包含了网状网络拓扑的几近于全功能的协议栈,在竞争激烈的ZigBee 领域占有很重要地位。 4.1 Zigbee 设备类型 在 ZigBee 网络中存在三种逻辑设备类型:Coordinator(协调器),Router(路由器)和End-Device(终端设备)。ZigBee 网络由一个Coordinator 以及多个Router 和多个End_Device组成。 下图是一个简单的ZigBee 网络示意图。其中黑色节点为Coordinator,红色节点为Router, 白色节点为End-Device。 1、Coordinator(协调器) 协调器负责启动整个网络。它也是网络的第一个设备。协调器选择一个信道和一个网络ID(也称之为PAN ID,即Personal Area Network ID),随后启动整个网络。协调器也可以用来协助建立网络中安全层和应用层的绑定(bindings)。 注意,协调器的角色主要涉及网络的启动和配置。一旦这些都完成后,协调器的工作就像一个路由器。 2、Router(路由器) 路由器的功能主要是:允许其他设备加入网络,多跳路由和协助它自己的由电池供电的子终端设备的通讯。通常,路由器希望是一直处于活动状态,因此它必须使用主电

源供电。但是当使用树型网络模式时,允许路由间隔一定的周期操作一次,这样就可以使用电池给其供电。 3、End-Device(终端设备) 终端设备没有特定的维持网络结构的责任,它可以睡眠或者唤醒,因此它可以是一个电池供电设备。通常,终端设备对存储空间(特别是RAM)的需要比较小。 注意:在Z-Stack 1.4.1 中一个设备的类型通常在编译的时候通过编译选项 (ZDO_COORDINATOR 和RTR_NWK)确定。所有的应用例子都提供独立的项目文件来 编译每一种设备类型。 栈配置(Stack Profile) 栈参数的集合需要被配置为一定的值,连同这些值在一起被称之为栈配置。ZigBee 联盟定义了这些由栈配置组成的栈参数。网络中的所有设备必须遵循同样的栈配置。为了促进互用性这个目标,ZigBee 联盟为ZigBee2006 规范定义了栈配置。所有遵循此栈配置的设备可以在其它开发商开发的遵循同样栈配置的网络中使用。

ZigBee技术的发展

ZigBee技术的发展 无线传感器网络领域背景 科技发展的脚步越来越快,人类已经置身于信息时代。而作为信息获取最重要和最基本的技术——传感器技术,也得到了极大的发展。传感器信息获取技术已经从过去的单一化渐渐向集成化、微型化和网络化方向发展,并将会带来一场信息革命。发展历程早在上世纪70年代,就出现了将传统传感器采用点对点传输、连接传感控制器而构成传感器网络雏形,我们把它归之为第一代传感器网络。随着相关学科的的不断发展和进步,传感器网络同时还具有了获取多种信息信号的综合处理能力,并通过与传感控制器的相联,组成了有信息综合和处理能力的传感器网络,这是第二代传感器网络。而从上世纪末开始,现场总线技术开始应用于传感器网络,人们用其组建智能化传感器网络,大量多功能传感器被运用,并使用无线技术连接,无线传感器网络逐渐形成。无线传感器网络是新一代的传感器网络,具有非常广泛的应用前景,其发展和应用,将会给人类的生活和生产的各个领域带来深远影响。发达国家如美国,非常重视无线传感器网络的发展,IEEE正在努力推进无线传感器网络的应用和发展,波士顿大学(Boston Unversity)还于最近创办了传感器网络协会(Sensor Network Consortium),期望能促进传感器联网技术开发。除了波士顿大学,该协会还包括BP、霍尼韦尔(Honeywell)、Inetco Systems、Invensys、L-3 Communications、Millennial Net、Radianse、Sensicast Systems及Textron Systems。美国的《技术评论》杂志在论述未来新兴十大技术时,更是将无线传感器网络列为第一项未来新兴技术,《商业周刊》预测的未来四大新技术中,无线传感器网络也列入其中。可以预计,无线传感器网络的广泛是一种必然趋势,它的出现将会给人类社会带来极大的变革。 Zigbee技术概述 当今世界通信技术迅猛发展,ZigBee作为一种新兴的短距离无线通信技术,正有力地推动着低速率无线个人区域网络LR-WPAN(Low-Rate Wireless Personal Area Network)的发展。ZigBee是基于IEEE 802.15.4标准的应用于无线监测与控制应用的全球性无线通信标准,强调简单易用、近距离、低速率、低功耗(长电池寿命)且极廉价的市场定位,可以广泛应用于工业控制、家庭自动化、医疗护理、智能农业、消费类电子和远程控制等领域,将拥有广阔的应用前景。 ZigBee技术的核心,是运行于微控制器内部的一套软件,我们也称之为软件协议栈, 负责该协议规范制定的,是ZigBee联盟; ZigBee联盟于2004年12月通过了ZigBee 1.0(也称ZigBee2004)标准,之后于2005年9月公布并提供下载。

ZigBee网络随机地址分配机制研究

ZigBee网络随机地址分配机制研究 摘要:ZigBee网络的随机地址分配机制采用随机算法为节点分配地址,其具有逻辑复杂度低、实现方便、无需参数等优点,但同时会造成较大的通讯开销和时间消耗,且未能对重复地址做出有效清理。对此,本文提出新型随机地址分配算法,能有效地控制通信开销和时间消耗,且能对重复地址信息进行清理。最后在NS2软件上进行模拟仿真,测试数据证明了新提出的算法的有效性和可行性。 关键词:ZigBee;随机地址分配;地址冲突;NS2 1引言 ZigBee技术是在IEEE802.15.4无线通信协议标准上建立的近距离无线组网通信技术[1][2],具有近距离、自组织、低功耗、低复杂度等特点[3],主要用于近距离低速率电子设备之间的数据传输以及典型的有周期性数据、间歇性数据传输需求的场景[4],包括汽车工业、家庭自动化、遥控遥测、定位系统等领域[5]。 ZigBee技术的地址分配有两种机制,分别是分布式地址分配机制(Distributed Address Assignment Mechanism,简称DAAM)和随机地址分配机制(Stochastic Address Assignment Mechanism,简称SAAM)。DAAM强调“地址——位置”的对应关系,更确切地说是“子节点地址——父节点地址”的对应关系,该对应关系是树状路由的基础。而SAAM采用逻辑上更简单的随机方式分配地址,该机制对应的是网状路由。 现有的随机地址分配算法(简称SAAM算法)虽能完成节点的入网地址分配工作,但时间消耗和通信开销较大,对于采用电池供电的ZigBee设备来讲,显然是技术弊端。因此,本文在深入研究SSAM算法的基础上,提出新型的基于邻居确认的随机地址分配算法(Stochastic Address Assignment Mechanism based on the Confirm of the Neighbors,简称SAAMCN),以降低时间和通信开销,同时对重复地址做出有效清理。

ZigBee网络技术研究综述

ZigBee网络技术研究综述 本文对ZigBee网络技术进行了全面的研究综述。介绍了ZigBee网络技术的定义、应用范围及其优势。分析了ZigBee网络技术目前的发展趋势。本文的综述将有助于读者深入了解ZigBee网络技术的现状、优缺点和发展方向。 ZigBee是一种基于IEEE 4标准的低速无线个人区域网络(LR-WPAN)技术。它具有低功耗、低成本、低速率和近距离的特点,主要应用于智能家居、工业自动化和环境监测等领域。ZigBee网络技术以其独特的优势,正在改变我们的生活方式和生产模式。 (1)低功耗:ZigBee设备通常使用电池供电,其功耗较低,可实现长时间的工作寿命。 (2)低成本:ZigBee设备的制造成本较低,有利于大规模应用。(3)低速率:ZigBee设备的传输速率较低,适合于低数据率的应用场景。 (4)近距离:ZigBee设备的通信距离较短,一般不超过100米,适合于局部区域内的通信。

ZigBee网络技术的优点主要包括:低功耗、低成本、低速率和近距离等特点,这些特点使得ZigBee技术在智能家居、工业自动化和环境监测等领域具有广泛的应用前景。但是,ZigBee网络技术也存在一些缺点,如传输速率较慢、通信距离较短等,这些缺点限制了其应用范围。 ZigBee网络技术的应用范围非常广泛,主要包括以下几个方面:(1)智能家居:ZigBee网络技术可以用于实现智能家居设备的互联互通,提高家居生活的便利性和舒适度。 (2)工业自动化:ZigBee网络技术可以应用于工业自动化领域,实现设备的远程监控和自动化控制。 (3)环境监测:ZigBee网络技术可以用于环境监测领域,实现大气、水质等环境因素的实时监测。 (4)智能交通:ZigBee网络技术可以应用于智能交通领域,实现车辆的智能调度和管理。 本文对ZigBee网络技术的研究表明,该技术在低功耗、低成本、低速率和近距离等方面具有独特优势,应用范围广泛。然而,ZigBee 网络技术在传输速率和通信距离等方面仍存在局限性。未来研究应如

ZigBee的工作原理

ZigBee的工作原理_ZigBee组网技术ZigBee是一种高可靠的无线数传网络,类似于CDMA和GSM网络。ZigBee数传模块类似于移动网络基站。通讯距离从标准的75m到几百米、几公里,并且支持无限扩展。Zigbee 技术特点主要有低功耗、低成本、时延短、网络容量大、工作频段灵活、低速率、安全的数据传输等。其中低功耗是Zigbee技术最重要的特点。由于Zigbee的传输速率相对较低发射功率较小,使得Zig bee设备很省电,这是Zigbee技术能够广泛应用的基石。 ZigBee协议适应无线传感器的低花费、低能量、高容错性等的要求。Zigbee的基础是IEEE 802.15.4。但IEEE仅处理低级MAC层和物理层协议,因此Zigbee联盟扩展了IEEE,对其网络层协议和API进行了标准化。Zigbee是一种新兴的短距离、低速率的无线网络技术。主要用于近距离无线连接。它有自己的协议标准,在数千个微小的传感器之间相互协调实现通信。 ZigBee组网概述 组建一个完整的zigbee网状网络包括两个步骤:网络初始化、节点加入网络。其中节点加入网络又包括两个步骤:通过与协调器连接入网和通过已有父节点入网。 ZigBee网络初始化预备 Zigbee网络的建立是由网络协调器发起的,任何一个zigbee节点要组建一个网络必须要满足以下两点要求: (1)节点是FFD节点,具备zigbee协调器的能力; (2)节点还没有与其他网络连接,当节点已经与其他网络连接时,此节点只能作为该网络的子节点,因为一个zigbee网络中有且只有一个网络协调器。 FFD:Full Func TI on Device 全功能节点 RFD:Reduced Func TI onDevice 半功能节点

Zigbee组网原理与应用剖析

摘要:ZigBee技术是基于IEEE802.15.4的一种新兴的短距离、低功耗、低成本和低速率的无线传感器网络技术。网络节点作为无线传感器网络的物理载体,如何实现众多网络节点的智能化接入成为关键问题之一。本文提出了LM3S9B96+CC2520平台上无线通信节点的智能化设计,分析了ZigBee无线组网与数据通信技术,并实现了智能泊车引导系统的应用。 引言 基于IEEE802.15.4标准的ZigBee短距离低速无线个域网(LR-WPAN)协议将低速率、低功耗、低成本作为主要研究目标,是目前无线传感器网络的重要支撑协议之一。针对ZigBee无线短距离低功耗解决方案,虽然目前已经有好几家大半导体公司设计、生产了相应的无线芯片并提供了对应的支持协议栈,但是目前的ZigBee网络多是采用性能较低、存储容量较小的8/16位微控制器来实现的。然而,ZigBee无线网络的中心控制节点往往要分析、处理网络中通信的大量数据,在一些对实时及高效率有严格要求的应用场合,有必要采用高性能的微处理器作为节点的数据处理单元。TI公司Stellaris MCU内部拥有一个32位ARM Cortex-M3处理器核,ARM Cortex-M3核具有高速的处理速度且支持芯片厂商自己扩展丰富的外设,比如网口、USB口、LCD等。同时,Stellaris系列微控制器包含了100多种可以向全球供货的32位ARM核的MCU。本文选用基于32位ARM Cottex-M3核的微控制器LM3S9B96作为无线芯片CC2520的微控制器单元构成协调器节点,另将8051核的SoC CC2530芯片模块作为终端采集节点。通过配置节点设备环境,实现了ZigBee协议下的终端数据采集及星型、树型下的无线组网通信功能,验证了不同规格的ZigBee无线模块在同一协议栈环境下能够正常组网通信,厂商提供的不同ZigBee设备可进行互操作。 1 ZigBee应用体系结构 本平台采用ZigBee标准技术,其具体应用体系结构如图1所示。其中,硬件实体层主要由处理器模块、无线通信模块构成,区别于协调器或路由器的全功能设备,作为精简功能设备的终端节点一般还需再配上传感器硬件模块以实现数据采集;OSAL软件功能模块作为TIZ-Stack协议栈中的操作系统抽象层,统一管理协议栈的运行以及各种任务事件的响应;ZigBee协议栈运行于OSAL抽象系统之上,该协议栈是由层来量化表示其整个协议标准的,每一层负责完成所规定的任务,并且向上层提供相应的数据接口及服务;ZigBee技术体系结构主要由物理(PHY)层、媒体访问控制(MAC)层、ZigBee网络(NWK)层以及应用(APL)层构成,其中物理层与媒体访问控制层协议为IEEE 802.15.4协议标准,网络层由ZigBee技术联盟制定,而应用层的应用则根据用户自己的应用需求进行开发利用。

ZigBee无线传感器网络的研究与实验

ZigBee无线传感器网络的研究与实验 引言 有人将ZigBee翻译成「紫蜂」,为无线个人局域网络(Wireless Personal Area Networks, WPAN)的标准之一,已于 2005年6月27日公布。除了逻辑链路控制(Logic Link Control, LLC)层、媒介存取控制层(MAC),与物理层使用2003 年10月公布的IEEE 802.15.4标准外,ZigBee标准协议制定了应用层与网络层,及MAC、应用层与网络层的安全加密服务标准。 以传感器和自组织网络为代表的无线应用并不需要较高的传输带宽,但却需要较低的传输延时和极低的功率消耗,使用户能拥有较长的电池寿命和较多的器件阵列。目前迫切需要一种符合传感器和低端的、面向控制的、应用简单的专用标准,而Zigbee的出现正好解决了这一问题。Zigbee有着高通信效率、低复杂度、低功耗、低速率、低成本、高安全性以及全数字化等诸多优点。这些优点使得Zigbee和无线传感器网络完美地结合在一起。目前,基于Zigbee技术的无线传感器网络的研究和开发已得到越来越多的关注。 1Zigbee协议术语 配置文件(profile):Zigbee协议的配置文件是对逻辑组件及其相关接口的描述,是面向某个应用类别的公约、准则.通常没有程序代码与配置文件相关联. 属性(attribute):设备之间通信的每一种数据像开关的状态或温度计值等皆可称为属性.每个属性可得到唯一的ID 值. 簇(cluster):多个属性的汇集形成了簇,每个簇也拥有一个唯一的ID。虽然个体之间传输的通常是属性信息,但所谓的逻辑组件的接口指的却是簇一级的操作,而非属性一级. 终端(endpoint):每个支持一个或多个簇的代码功能块称为终端。不同的设备通过它们的终端及所支持的簇来进行通信。 配置文件定义了属性ID与簇ID,使之看起来就像设备的某种特性.以家庭智能控制系统为例,灯配置文件设定了远程控制设备的簇OnOffDRC含有一种属性OnOff,且该属性为无符号8位值,值0XFF意味着"开",0X00为关,0XF0则为无效。通常,配置文件也为设备定义了,哪些簇是强制托管的,哪些簇是可选择的。另外,配置文件还定义了一些可选择的Zigbee协议托管服务. 基于簇及配置所定义的服务,用户可使用配置文件中定义的属性编写所需的函数.改写自己的程序代码.因此,配置文件使得ZigBee 设备可以互操作。任何遵循某一标准配置文件的节点都可以与其他实现相同配置文件的节点进行互操作。也就是说,在使用同一标准配置文件进行设计的基础上,即使生产开关的厂家与生产控制器的厂家不同,他们生产的产品仍可实现协同操作. 以家庭智能系统中的灯光控制为例,灯配置文件定义了6个设备,协议栈通过带有以下信息的报头文件对此配置提供支持:配置(profile)ID,设备ID及版本,簇ID,属性ID,属性数据类型.

zigbee路由原理

zigbee路由原理 ZigBee2004和ZigBee2007 均有对树型路由的支持. ZigBee2004采用分布式地址分配策略;ZigBee2007地址分配策略可选,如果选用随机地址分配策略,就不支持树型路由. 当采用分布式地址分配策略时,网络层有一套算法来支持数型路由. 分布式地址分配策略的树型路由原理来原于地址分配算法原理. 当节点发送数据时,如果节点为终端节点,则数据直接发给终端节点的父节点,当接点为ROUTER点时,通过比较目标地址和CSKIP 可以知道是要向上传(传给父节点)还是向下传,传给某一个子节点.COORDINATOR只需要决定传给哪一个子节点. 判断某一个节点是不是自己的下游节点算法是: 如果目标地址比该地址大,切目地址小于该节点上一级CSKIP与该节点地址的和, C语言实现代码为: PRIVATE bool_t IsMyDescendant( uint16 parentaddr, uint16 childaddr,uint8 parentdepth ) { if (parentdepth == 0) return TRUE; else { if ((parentaddr < childaddr) && (childaddr < (parentaddr + get_Cskip( parentdepth-1 )))) return TRUE; else return FALSE; } } 树型路由实现算法C语言代码为: PRIVATE bool_t JTreeRouting(uint16 dstaddr, uint16 *dstnexthop)

Zigbee协议栈原理基础

Zigbee协议栈原理基础

1Zigbee协议栈相关概念 1.1近距离通信技术比较: 近距离无线通信技术有wifi、蓝牙、红外、zigbee,在无线传感网络中需求的网络通信恰是近距离需求的,故,四者均可用做无线传感网络的通信技术。而,其中(1)红外(infrared):能够包含的信息过少;频率低波衍射性不好只能视距通信;要求位置固定;点对点传输无法组网。(2)蓝牙(bluetooth):可移动,手机支持;通信距离10m;芯片价格贵;高功耗(3)wifi:高带宽;覆盖半径100m;高功耗;不能自组网;(4)zigbee:价格便宜;低功耗;自组网规模大。▫▫▫▫⇨WSN中zigbee通信技术是最佳方案,但它连接公网需要有专门的网关转换→进一步学习stm32。 1.2协议栈 协议栈是网络中各层协议的总和,其形象的反映了一个网络中文件传输的过程:由上层协议到底层协议,再由底层协议到上层协议。 1.2.1Zigbee协议规范与zigbee协议栈 Zigbee各层协议中物理层(phy)、介质控制层(mac)规范由IEEE802.15.4规定,网络层(NWK)、应用层(apl)规范由zigbee联盟推出。Zigbee联盟推出的整套zigbee规范:2005年第一版ZigBeeSpecificationV1.0,zigbee2006,zigbee2007、zigbeepro zigbee协议栈:很多公司都有自主研发的协议栈,如TI公司的:RemoTI,Z-Stack,SimpliciTI、freakz、msstatePAN 等。 1.2.2z-stack协议栈与zigbee协议栈 z-stack协议栈与zigbee协议栈的关系:z-stack是zigbee协议栈的一种具体实现,或者说是TI公司读懂了zigbee协议栈,自己用C语言编写了一个软件—---z-stack,是由全球几千名工程师共同开发的。ZStack-CC2530-2.3.1-1.4.0软件可与TI的SmartRF05平台协同工作,该平台包括MSP430超低功耗微控制器(MCU)、CC2520RF收发器以及CC2591距离扩展器,通信连接距离可达数公里。 Z-Stack中的很多关键的代码是以库文件的形式给出来,也就是我们只能用它们,而看不到它们的具体的实现。其中核心部分的代码都是编译好的,以库文件的形式给出的,比如安全模块,路由模块,和Mesh自组网模块。与z-stack 相比msstatePAN、freakz协议栈都是全部真正的开源的,它们的所有源代码我们都可以看到。但是由于它们没有大的商业公司的支持,开发升级方面,性能方面和z-stack相比差距很大,并没有实现商业应用,只是作为学术研究而已。 还可以配备TI的一个标准兼容或专有的网络协议栈(RemoTI,Z-Stack,或SimpliciTI)来简化开发,当网络节点要求不多在30个以内,通信距离500m-1000m时用simpliciti。 1.2.3IEEE802.15.4标准概述 IEEE802.15.4是一个低速率无线个人局域网(LowRateWirelessPersonalAreaNetworks,LR-WPAN)标准。定义了物理层(PHY)和介质访问控制层(MAC)。 LR-WPAN网络具有如下特点: ◆实现250kb/s,40kb/s,20kb/s三种传输速率。 ◆支持星型或者点对点两种网络拓扑结构。 ◆具有16位短地址或者64位扩展地址。 ◆支持冲突避免载波多路侦听技术(carriersensemultipleaccesswithcollisionavoidance,CSMA/CA)。(mac层) ◆用于可靠传输的全应答协议。(RTS-CTS) ◆低功耗。 ◆能量检测(EnergyDetection,ED)。

毕业设计(论文)zigbee网络路由算法设计[管理资料]

编号: 审定成绩: 重庆邮电大学 毕业设计(论文) 设计(论文)题目:ZigBee网络路由算法设计 学院名称:自动化学院 学生姓名:董沙 专业:测控技术与仪器 班级:0820803 学号:08210323 指导教师:谢昊飞 答辩组负责人:向敏 填表时间:2012年 5 月 重庆邮电大学教务处制

摘要 ZigBee技术是一种低功耗、低成本、低速率的无线通信技术。目前在工业领域、医学领域、军事领域、智能家居、道路监测、家庭自动化等方面有着良好的应用前景。ZigBee网络常用的路由算法有Cluster-Tree算法、AODVjr算法和Cluster-Tree&AODVjr算法。其中AODVjr 是AODV算法的简化版本。 ,在此平台上实现了对AODV路由算法的设计。该设计可以分为以下几个模块来实现:初始化、路由发现及维护、节点收发数据、节点移动、显示及时钟模块。重点分析介绍了AODV 路由发现及维护模块。分析了一种基于路由发现过程的改进方案。该方案通过增加反向的RREQ分组和备用路由表来降低网络阻塞的概率和数据丢失率。 通过设计节点的移动来模拟真实网络中节点失效的情况。通过测试,在该平台上,可以实现AODV路由的发现、建立、维护、收发数据等功能。 【关键词】ZigBee AODV Truetime 路由

ABSTRACT ZigBee is a technology of wireless communication, which is low power, low cost, low rate. Currently, it is widely used in such as industrial,medical,military areas,intelligent house, road monitoring ,home automation and so on. Typically,there are three kind of route algorithms,namely AODVjr algorithm ,Cluster-Tree algorithm and Cluster-Tree & AODVjr the three ones,the AODVjr algorithm is a short version of AODV protocol. We build a simulation platform of the ZigBee network with the toolbox of TrueTime in Matlab,and then design the protocol of AODV on it. The design can be divided into several modules to achieve, they are the block of route discovery and maintance , initialization, the animation block, clock, node moving and sending and reciving introduce the route discovery and maintance block as a an improved AODV algorithm is analyzed in detail,which helps to reduce the loss of data and the probability of network congestion. We simulate the real environment of network by moving two nodes .As a result,we realize the feature of discoverying and maintaining a route, sending and receiving datas and so on. 【Key words】ZigBee AODV Truetime Improved routing protocol

ZigBee技术的无线传感网络研究

ZigBee技术的无线传感网络研究 ZigBee技术是一种基于IEEE 802.15.4标准的无线传感网络技术。该技术的主要优点是低功耗、低数据速率和低成本。ZigBee技术使用的通信协议是星型拓扑结构,其中一个节点充当协调器,其他节点作为从属节点与协调器通信。协调器以低功耗为主,从属节点 可以休眠以节省能源。ZigBee技术提供了可靠的网络连接和数据传输,具有抗干扰和抗干扰的特性。 无线传感网络对于许多应用非常重要,例如环境监测、智能家居、物流跟踪等。ZigBee技术的引入使得无线传感网络更加灵活和可扩展,并且可以满足各种应用的需求。在环境监测方面,无线传感网络可以监测温度、湿度、气体浓度等参数,并且可以远程传 输数据到监控中心。在智能家居方面,无线传感网络可以实现家庭设备的互联互通,实现 家居自动化控制。在物流跟踪方面,无线传感网络可以跟踪和监控货物的位置和状态,并 且可以提供实时的数据传输和监控。 无线传感网络也面临着一些挑战和问题。由于无线传感节点通常工作在无线电频段上,其通信受到了信号衰减、多路径干扰、随机阻塞等因素的影响,导致信号质量下降和传输 距离限制。无线传感网络需要考虑能源消耗问题,因为传感节点通常通过电池供电,能源 消耗需要合理管理以延长节点寿命。无线传感网络需要处理海量数据,因此需要设计高效 的数据传输和处理算法来提高网络性能。 为了解决这些问题,无线传感网络的研究涉及传感节点布置、网络拓扑结构设计、能 量管理、数据传输和处理等方面。一些研究的重点包括优化节点布置算法以实现全覆盖和 高覆盖率,设计节能算法以延长节点寿命,提供高效的数据传输和处理机制以提高网络性能。还有一些研究致力于改进ZigBee技术本身,以提高网络的可靠性、抗干扰性和扩展性。 ZigBee技术的无线传感网络研究在现代通信和传感技术领域具有重要的意义。通过优化传感节点布置、设计高效的能量管理算法、提供高效的数据传输和处理机制,可以实现 高效可靠的无线传感网络。随着无线传感网络应用范围的不断扩大,ZigBee技术将继续发挥其在无线传感网络领域的重要作用。

Zigbee节点设备地址分配算法应用研究

Zigbee节点设备地址分配算法应用研究作者:蔡彬彬 来源:《电脑知识与技术》2020年第28期

摘要:ZigBee通信协议采用分布式地址分配机制给网络中每个节点设备分配网络地址,本文在深入研究Zig Bee设备地址分配算法的基础上,以Zig Bee应用最为广泛的树簇拓扑网络结构为例,组建一个包括Zig Bee协调器节点、路由节点及终端设备节点等完整结构的Zig Bee无线网络,给出了详细的节点设备地址分配计算方法及实现流程。 关键词:Zig Bee技术;树簇拓扑;设备节点地址分配 中图分类号:TP212 ; ;文献标识码: A 文章编号:1009-3044(2020)28-0074-03 Abstract: ZigBee communication protocol uses distributed address allocation mechanism to assign network address to each node in the network. In this paper, based on the in-depth study of ZigBee device address allocation algorithm, taking ZigBee tree cluster topology network structure which is the most widely used as an example, a ZigBee wireless network including ZigBee coordinator node, routing node and terminal device node is established The detailed calculation method and implementation process of node device address assignment are given. Key words: Zig Bee;cluster tree network;node address assignment ZigBee技术是一种近距离、低成本、低功耗、低速率的无线通信技术[1],该技术面向的主要领域是低速个人无线区域网,符合IEEE802.15.4标准,主要适用于监控、工业应用、家庭自动控制(智能家居)以及设备远程控制,目的是满足小型低价设备的无线连接和控制。

ZigBee星形网实验

实验六、ZigBee星形网实验 实验目的: 1、学习和掌握ZigBee协议栈在IAR软件开发环境中网络拓扑结构的设置。 2、学习和掌握ZigBee协议栈在IAR软件开发环境中信道的设置。 3、学习和掌握ZigBee协议栈在IAR软件开发环境中网络地址(PAN ID)的设置。 4、学习和掌握ZigBee协议栈在IAR软件开发环境中网内地址的分配方式设置。 实验内容: ZigBee星形网实验 实验简介: 本实验的目标是组成一个ZigBee星型网络。该网络由1个协调器、4个终端组成。约定本实验箱中的ZigBee专用协调器作为该网络的协调器,其它4个终端节点分别由光照度传感器节点、位移传感器节点、天然气传感器节点、光电转换传感器节点承担,见表6-1。该无线网络结构如图6-1所示: 实验箱资源节点说明 专用协调器模块协调器 光照度传感器节点模块终端 位移传感器节点模块终端 天然气传感器节点模块终端 光电装换传感器节点模块终端 表6-1 图6-1 实验箱中的ZigBee星形结构

本实验需要设置实验箱中的5个ZigBee节点, 1个为协调器,4个为终端,协调器和终端的设置过程基本相同,只是在选择设备时有所不同,如果设置的是协调器设备,则选择的设备为协调器,如果设置的是终端设备,则选择的设备为终端。本实验以协调器设置为例进行介绍,终端的设置由学生参照协调器的设置独立完成。 由于本实验的终端设备被分配给了4个传感器上插接的ZigBee通信模块,实验时不需拔下该ZigBee通信模块,该ZigBee通信模块的仿真口在通信模块下方传感器的右侧,而通信模块的串口在传感器的左部或右部(放置在箱内左侧的传感器的串口在左侧,反之在右侧)。在设置ZigBee通信模块并下载程序时,即可由仿真器供电(电源来自电脑的USB口),也可由对应的传感器的供电,如果由仿真器供电,可不打开传感器的电源开关。 实验设备: (1)硬件设备 PC机一台,CC-DEBUG仿真器一台, ZigBee通信模块,ZigBee协调器 光照度传感器节点板,位移传感器节点板 天然气传感器节点板,天然气传感器节点板 (2)软件工具 IAR Embedded Workbench Evaluation for 8051 8.10版; PL2303-USB转串口驱动程序; 串口调试软件4.5。 实验步骤: 步骤一、设置信道(以协调器为例) 首先,打开“物联网综合实验箱.rar”文件中“实验箱源码及其学生实验\ZigBee协议栈基础实验\ZigBee协议栈网络设置实验\学生用星型组网ZStack-C25302.5.1a\Projects\ zstack\Samples\SampleApp\CC2530DB\ SampleApp.eww”工程。设置该节点为协调器(Coordinator),协调器设备模块设置与实验一相同,过程不再重复。 信道的设置: 方法一: (1)如图6-2所示界面:工程Tools目录内的相关文件需要修改,双击可打开f8wConfig.cfg文件。为了便于说明,补充一下IAR设置行号操作知识。首先在菜单栏Tools->选择Options…

Zigbee网络原理与应用教案

Zigbee网络原理与应用教案D

第一章无线传感器网络 教学时数:2学时 教学目的与要求:主要让学生理解无线传感网络的主要概念,了解无线传感网络的发展历程、研究现状与研究前景、应用领域,掌握无线传感网络的特点、网络体系结构、关键技术。 教学重点:无线传感器网络体系结构。 教学难点:无线传感器网络的关键技术。 第一节无线传感器网络概述(了解) 1.无线传感器网络的概念: 无线传感器网络就是由部署在监测区域内大量的廉价微型传感器节点组成,通过无线通信方式形成的一个多跳的自组织的网络系统,其目的是协作地感知、采集和处理网络覆盖区域中被感知对象的信息,并发送给观察者。传感器、感知对象和观察者构成了无线传感器网络的三个要素。 2.无线传感器网络的发展历程: 第一阶段:最早可以追溯至越战时期使用的传统的传感器系统。当年美越双方在密林覆盖的“胡志明小道”进行了一场血腥较量,“胡志明小道”是胡志明部队向南方游击队输送物资的秘密通道,美军对其进行了狂轰滥炸,但效果不大。后来,美军投放了2万多个“热带树”传感器。“热带树”实际上是由震动和声响传感器组成的系统,它由飞机投放,落地后插入泥土中,只露出伪装成树枝的无线电天线,因而被称为“热带树”。只要对方车队经过,传感器探测出目标产生的震动和声响信息,自动发送到指挥中心,美机立即展开追杀,总共炸毁或炸坏4.6万辆卡车。 第二阶段:二十世纪80年代至90年代之间。主要是美军研制的分布式传感器网络系统、海军协同交战能力系统、远程战场传感器系统等。这种现代微型化的传感器具备感知能力、计算能力和通信能力。因此在1999年,商业周刊将传感器网络列为21世纪最具影响的21项技术之一。 第三阶段:21世纪开始至今,也就是9·11事件之后。这个阶段的传感器网络技术特点在于网络传输自组织、节点设计低功耗。除了应用于反恐活动以外,在其它领域更是获得了很好的应用,所以2002年美国国家重点实验室--橡树岭实验室提出了“网络就是传感器”的论断。 3.无线传感器网络研究现状: (1)国外无线传感器网络的研究现状 1998年,美国国防部提出了“智能尘埃”的概念,最先开始无线传感器网络技术的研究,目的是为监控敌方的活动情况而不被察觉。2001年,美国陆军提出“灵巧传感器网络通信”计划,将无人值守式弹药、传感器和未来战斗系

相关主题