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Zigbee无线传感器网络OPNET仿真与路由算法研究
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更新于2024-07-07
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"《Zigbee实例中文版参考.pdf》是一份针对Zigbee技术的详细研究文档,该技术源自IEEE 802.15.4-2006标准,因其低功耗和良好的可扩展性,在构建无线个人局域网(WPAN)领域日益受到青睐。本文档重点关注Zigbee无线传感器网络(WSN)的应用,特别是其ad-hoc mesh网络设计,这种网络旨在支持大规模节点(超过64000个),并通过动态路由算法确保在节点故障时仍能保持通信。 项目的核心目标是通过OPNET进行仿真,深入探究Zigbee WPAN在不同条件下的性能表现。仿真研究涉及的内容包括但不限于:访问控制列表(ACL)、高级加密标准(AES)在数据传输中的安全性,以及多信道载波感知多址/碰撞避免(CSMA/CA)机制如何在避免网络拥堵的同时优化数据传输。此外,文中还可能讨论了恒定比特率(CBR)通信模式对于网络稳定性和效率的影响,以及在HVAC( heating, ventilation, and air conditioning,即暖通空调)等实际应用中的性能评估。 该文档的目录详细列出了相关的术语和概念,如ETE(端到端)通信、网络架构和技术细节,使得读者能够全面理解Zigbee网络的设计原则、协议工作原理以及在实际场景中的模拟实验。通过阅读这份资料,读者可以了解到如何利用OPNET工具进行有效仿真,并从中学习到如何优化路由策略以应对大规模无线网络的挑战。 《Zigbee实例中文版参考.pdf》是一份极具价值的学习资料,对于理解和应用Zigbee技术,尤其是对无线网络通信、路由算法和性能优化感兴趣的IT专业人士来说,提供了实用的理论基础和实践指导。"
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2.2.2 network layer 网络层
A feature of zigbee such as the self-healing mechanism is acquired through this layer . As figure 1
shows,this layer provides network management,routing management, network message broker,and
network security management. This layer is defined by the zigbee alliance, which is an association
of companies united to work for a better zigbee standard.
Zigbee 的一个特点就是自修复路径在网络层获得。 如图一所示, 这一层提供网络管理, 路由
管理,网络信息转发,和网络安全管理。这层是由 zigbee 联盟定义的。
2.2.3 security plane 安全水平
2.2.4 medium access control sub-layer
'这一层从 IEEE802.15.4 标准里抽取里的,为上层网络层提供服务,也是 zigbee 协议栈的一
部分。 这个 MAC 层是为数据地址寻址决定帧传送到哪或来自哪负责的。 它也是提供多点访
问控制比如 CSMA/CS ,允许可靠数据传输的一层。 Beaconing 是在这一层执行时的另一个
特点。最后,这一层可以被更高层开发去获得可靠的通信。
2.2.5 physical layer 物理层
2.3 network topologies
Zigbee network can contain a mixture of three potential components. These components are a
zigbee coordinator,a zigbee router, and a zigbee end device. Different types of node will have
different roles within the network layer ,but all various types can have the same application,
协调器 ——每一个 zigbee 网络只能有一个协调器,这个节点是为初始化网络负责的。
路由器 ——一个路由器能转发信息, 也能让子节点连接它, 另一个路由或者终端。 路由器功
能只能用于一个树或者无线传感器拓扑结构, 因为在一个星型结构中, 所有的流量都被转发
到中心节点。路由器可以代替终端,但是路由功能会丧失。如果这个网络支持 beaconing,
然后一个路由器可以在不活动的时候睡眠,周期性活动去更新它所在的网络。
终端设备 ——终端设备的节能特点可以完全信任。 因为这些节点不是用来转发业务量的, 他
们大部分时间可以休眠, 延长这些设备的电池寿命。 这些节点有足够的功能去和跟父节点通
信,父节点可以是路由器或者协调器。 一个终端设备, 没有能力让其他节点通过这个终端设
备去连接网络,因为它必须通过路由器或者协调器连接网络。
2.3.1 star topology 星形拓扑结构
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