2016年第35卷第6期
传感器与微系统(Transducer and Microsystem Technologies）
151
DOI:10. 13873/J. 10009787( 2016 )06015104
ZigBee路由算法在古树名木监控中的应用
王春玲，孟丹，蒋麒，余佐彬（北京林业大学信息学院，北京100083）
摘要：从最大化网络寿命的角度出发，对系统中的ZigBee路由算法进行改进。利用系统中数据传输方间同定的特点，对RREQ报文的传输方间进行控制，减少不必要的RREQ报文，降低因RREQ泛洪造成的节点能量损耗。通过对节点划分不同的能量区域，均衡便用客节点能量，避免低能量节点的过度使用，延长网络的生存时间。NS-2仿真结果表明：网络中传输的RREQ报文数量明显减少和节点存活率提高，有效提高了古树名本监控系统的监控范围和监控效率。
关键词：ZigBee；古树名木；监控管理；路由算法；算法仿真；NS-2
中图分类号：TP309
文献标识码：A
文章编号：1000-9787(2016 )06-0151-04
Application of ZigBee routing algorithm inmonitoringofancientandfamoustrees
WANG Chun-ling, MENG Dan, JIANG Qi, SHE Zuo-bin
( School of Information Science & Technology of BJFU, Beijing 100083 )
Abstract: Combined with actual application of ZigBee in monitoring on ancient and famous trees, the ZigBee routing algorithm used in the system is improved from the view of maximizing lifetime of network. Using characteristic of data transmitssion in a fixed direction in system, control on transmission direction of RREQ packets to reduce unnecessary RREQ packets , and decrease losses of node energy caused by flooding of RREQ. By
dividing nodes into different energy regions,it makes the in low energy being excessively used,so as to prolong
show that numbers of RREQ packets in the network are
nergy of node can be used in balanced and avoids node
e of network. Results of simulation using NS2
significantly reduced and the rate of node survival is
monitoring range and efficiency of system
increased. It effectively improves
Key words: ZigBee; ancient and famous trees; simulation;NS2
0引言
将ZigBee技术[1.2]运用到古树名术监控管理系统中，实时传输对古树名本的各类监控信息，有效避免了传统有线网络安装维护困难、受地理环境影响制约大等向题3」。虽然ZigBee网络的能耗低于普通的无线网络，基本上2节 5号电池就可以维持ZigBee节点工作6个月到2年左右的时间4)。但是众多场合下，除协调器采用常规供电之外， ZigBee网络的节点没有固定基础设施支持，大都采用电池供电，故其电量使用情况成为制约ZigBee网络寿命的关键因素。
无线传感器网络中，节点在发送和接收数据时消耗的能量远大于采集和处理数据时消耗的能量5]。因此，改进路由算法成为ZigBee网络节能研究的热点。SinghS等人
收稿日期：2016-04-11
management; routing algorithm; algorithm
monitoring
从节点能量的角度提出了最小化路径总能量、最大化网络寿命等五种能量有效路由策略)。不同的能量有效路由策略适用于不同的应用场景，需要根据实际应用情况来选择合适的能量有效路由算法。钱志鸿等人提出了一种基于分簇机制的混合路由改进算法7)。针对ZigBee网络树路由算法中，某些节点可能会因为频繁传输数据造成过早死亡，李涛提出了一种改进的基于能量优化的ZigBee网络树路由算法*)。
本文从最大化网络寿命的角度出发，结合古树名本监控管理系统的实际应用特点，对系统的ZigBee路由算法进行了改进：一是利用网络中数据传输方向固定的特点，控制 AODVir路由算法中RREQ报文的洪泛方向，减少不必要的能量耗损；二是通过划分能量区域，减少低能量节点的过度
*基金项目：中央高校基本科研业务费专项资金资助项目（YX2013-38）；“十二五"国家科技支撑计划资助项目（2012BAC16B03）