ZigBee网络改进算法：智能照明系统中的路由优化

"基于ZigBee无线传感网络的LED智能照明控制系统的研究" 这篇硕士学位论文主要探讨了如何利用ZigBee无线传感网络技术设计和实现LED智能照明系统。ZigBee是一种低功耗、低成本的无线通信协议，广泛应用于物联网和智能家居领域，特别是对于智能照明系统的控制具有很高的适用性。 在ZigBee网络中，新节点加入网络时，会通过广播Request原语向邻居节点请求连接，邻居节点回应Confirm原语，包含自身类型和状态信息，新节点据此建立邻居表。论文提出了改进的路由算法，以优化网络性能。当节点收到数据包时，首先检查是否为目的地，如果不是，则检查邻居表，若目标是邻居则直接转发，否则检查源和目标是否有共享邻居。如果存在共享邻居，数据包将通过它们转发，如果没有则按常规路由发现过程进行。这种改进减少了路由跳数、平均时延和路由开销。 控制路由请求（RREQ）的传播半径是另一个优化策略。论文指出，按照Cluster-Tree算法，最长路径可能是网络最大深度的两倍。改进算法预设RREQ的最大传播半径为2Lm，超出此范围的节点将丢弃RREQ，防止不必要的转发，从而降低网络的冗余和能量消耗。 此外，论文还提出了控制RREQ传播方向的方法，通过公式判断目的节点是否在当前节点的子节点范围内，以决定是否允许转发。这有助于限制RREQ向错误方向的传播，节省路由开销。 考虑到ZigBee网络中节点的能量消耗问题，论文特别强调了限制节点最小剩余能量的重要性。能量消耗与节点在网络中的深度直接相关，靠近中心协调器的节点转发任务更多，能量损耗更大。因此，网络深度较小的节点应有更低的最小剩余能量值，以防止因能量耗尽导致网络瘫痪。论文给出了一个计算最小剩余能量的公式，并提出所有FFD（Full Function Device，全功能设备）节点预设能量标识，当剩余能量低于阈值Emin时，节点不再转发数据，并向发起节点发送警告，提示重新进行路由发现。 这篇论文通过ZigBee无线传感网络，实现了LED智能照明系统的高效、节能控制，同时对网络路由算法进行了优化，提升了网络性能，确保了系统稳定性和能源效率。作者对路由策略、能量管理等方面进行了深入研究，为ZigBee网络在智能照明领域的应用提供了理论和技术支持。