[发明专利]一种ZigBee传感网树路由低开销优化方法

说明书

技术领域

本发明涉及无线传感器网络技术领域，特别涉及采用了ZigBee标准定义的分布式地址分配机制DAAM（Distributed Address Assignment Mechanism）和树路由机制、并且为网络中每个节点分配了独立标识的无线传感器网络。 

背景技术

无线传感器网络是由分布在一定区域的多个具有无线通信功能的传感器节点组成的自组织、面向任务、以数据为中心的无线网络。作为一种新型的信息获取和传输系统，无线传感器网络在分布式部署和自组织运行等方面相较于传统网络具有优势，因此应用前景广阔，对于未来的物联网和泛在网络（Ubiquitous Networks）的实现和发展具有重要意义。

ZigBee标准是一套适用于低成本、低功率、低速率的无线个域网（Wireless Personal Area Networks，WPANs）的通信标准，主要定义网络层和应用层的通信协议，它以IEEE 802.15.4标准作为底层技术支撑，包括组网、地址分配和路由等方面的技术。树路由是一种利用树状网络拓扑进行数据传送的路由机制，ZigBee标准将其作为可选路由机制之一。分布式地址分配机制DAAM是ZigBee标准定义的两种节点网络地址分配机制之一，它分配的节点地址具有规律性，包含“地址—位置”对应关系，因此能对树路由形成良好支撑。目前，在采用ZigBee标准的无线传感器网络（以下简称“ZigBee传感网”）中，DAAM和树路由两种机制已成为常见的选择。

DAAM机制的具体原理如下：

首先，由网络协调器设定3个参数：父节点可以拥有的子节点的最大数目C_m，父节点可以拥有的路由子节点的最大数目R_m，网络的最大深度（用跳数表示）L_m。深度为d（d<L_m）的父节点，分配给其子节点的地址空间由下式给出：

      (1)

设深度为d（d<L_m）的父节点地址为A_p，它的子节点的地址如下给出： 

路由子节点地址A_r：

A_r=A_p+C_skip(d)×(n-1)+1, 1 ≤ n≤R_m               (2)

其中，n表示路由子节点加入网络的顺序数；

终端子节点地址A_e：

A_e=A_p+C_skip(d)×R_m+n, 1≤n≤C_m-R_m                   (3)           

其中，n表示终端子节点加入网络的顺序。

附图1为C_m=4、R_m=3、L_m=2时用DAAM机制分配的地址。

由附图1可知，当参数C_m、R_m、L_m确定之后，网络中任何一个路由节点可分配给其子节点的地址都随之确定；这种地址分配机制的优点在于：可以通过地址本身确定节点之间的相互位置关系，并据其判断树路由的方向，从而不需要维护路由表。