优化ZBR路由：一种分层能量控制算法

"ZigBee网络路由算法研究与优化，黄静，陈兰，浙江理工大学信息学院，通信作者：黄静，E-mail:syhj_sy@163.com，发表于《计算机系统应用》2019年第10期，页码：251–256，http://www.c-s-a.org.cn/1003-3254/7047.html" ZigBee网络是一种基于IEEE 802.15.4标准的低功耗无线通信技术，广泛应用于物联网(IoT)中的传感器网络。ZigBee网络的路由算法是确保数据高效、可靠传输的关键。本文主要关注的是ZigBee网络中的路由算法优化，特别是针对ZBR（ZigBee-Based Routing）路由算法的改进。 ZBR算法在ZigBee网络中广泛应用，但在路由发现过程中存在一些问题。首先，该算法会产生大量无用的Route Request (RREQ) 分组，这些分组不仅占用宝贵的网络带宽，还会导致不必要的能量消耗，从而缩短网络的生存时间。其次，由于ZBR算法未有效控制节点能量消耗和网络深度，使得整个网络的能量效率较低。 为了解决这些问题，作者提出了一个改进的分层能量控制算法。该算法采取以下三个策略来优化路由过程： 1. **控制节点能量阈值**：设置每个节点的能量阈值，当节点能量低于特定阈值时，将限制其参与路由发现过程，减少无效的RREQ分组发送，从而降低能源消耗。 2. **限制RREQ分组的传播范围**：通过对RREQ分组的传播范围进行限制，防止分组在整个网络中无目标地扩散，这有助于减少网络拥塞和不必要的能量消耗。 3. **限制网络深度**：通过设定网络的最大深度，避免形成过于复杂的网络结构，以减少中间节点转发数据包的压力，从而提高网络的整体能效。 通过使用NS-2仿真工具，作者对改进后的算法进行了验证。实验结果显示，优化后的算法在保持网络传输稳定性的前提下，显著降低了延迟，同时有效地减少了能量消耗。这种优化有助于延长网络的生存时间，对于资源受限的ZigBee网络来说，具有显著的实际意义。 关键词：ZigBee网络，ZBR算法，路由算法，分层，NS-2，能耗优化 本文的研究工作为ZigBee网络的路由策略提供了一个新的视角，即通过精细化的能源管理来提高网络性能和寿命。这一优化策略对于设计更节能、高效的ZigBee网络具有重要的参考价值。