基于能量感知的ZigBee路由機(jī)制的研究的綜述報(bào)告

基于能量感知的ZigBee路由機(jī)制的研究的綜述報(bào)告隨著智能家居、智能城市的快速發(fā)展，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)（WSN）成為了人們?nèi)粘Ｉ钪兄匾囊徊糠?。ZigBee作為一種低功耗、低速率無線傳感器網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，逐漸被廣泛應(yīng)用。然而，ZigBee網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)電量不足是一個(gè)十分常見的問題，如何有效地維護(hù)網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定運(yùn)行成為研究的重點(diǎn)。本文將主要綜述基于能量感知的ZigBee路由機(jī)制的研究，旨在通過分析已有的研究成果，總結(jié)ZigBee路由機(jī)制的優(yōu)缺點(diǎn)，并提出未來研究方向。一、基于能量感知的ZigBee路由機(jī)制研究現(xiàn)狀1.能量感知路由機(jī)制是一種廣泛應(yīng)用于WSN的基于能量的路由選擇策略，其主要目的是在維持網(wǎng)絡(luò)通信質(zhì)量的前提下，盡可能地減少網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)的能量消耗。2.ZigBee路由機(jī)制可以分為兩類：靜態(tài)路由與動(dòng)態(tài)路由。靜態(tài)路由是在網(wǎng)絡(luò)部署前進(jìn)行規(guī)劃，并預(yù)先設(shè)置路由路徑。動(dòng)態(tài)路由是根據(jù)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、節(jié)點(diǎn)電量以及其他實(shí)時(shí)信息進(jìn)行動(dòng)態(tài)路徑規(guī)劃和選擇。3.目前，大部分ZigBee節(jié)點(diǎn)工作在間歇性睡眠模式下，以及高功耗模式下。維護(hù)這種通信模式，對(duì)能量管理是至關(guān)重要。因此，路由機(jī)制必須對(duì)節(jié)點(diǎn)能量進(jìn)行監(jiān)測(cè)才能更好地調(diào)整網(wǎng)絡(luò)的通信路徑。4.基于能量感知的ZigBee路由技術(shù)應(yīng)用廣泛，如能量感知最小剩余能量路由（EMNER）、能量感知自適應(yīng)距離節(jié)點(diǎn)規(guī)劃（AE-DNP）等。其中EMNER是基于剩余能量最小值的路由協(xié)議，選取最少的能量節(jié)點(diǎn)的路徑，以最小化網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的能量消耗。5.AE-DNP是一種動(dòng)態(tài)拓?fù)鋬?yōu)化算法，可以在節(jié)點(diǎn)電量、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)傳輸量等多方面進(jìn)行優(yōu)化，維持最優(yōu)的通信路徑。該算法可以減少通信中斷時(shí)間和能量消耗。二、ZigBee路由機(jī)制的優(yōu)缺點(diǎn)1.優(yōu)點(diǎn)：（1）ZigBee網(wǎng)絡(luò)有很強(qiáng)的能量管理性能，可監(jiān)測(cè)并減少能量消耗。（2）ZigBee節(jié)點(diǎn)工作在間歇睡眠模式下，大大減少了節(jié)點(diǎn)能耗，也進(jìn)一步提高了網(wǎng)絡(luò)的壽命（3）對(duì)于ZigBee網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)電量不足的問題，能量感知的路由機(jī)制可以有效地解決。2.缺點(diǎn)：（1）由于路由協(xié)議對(duì)節(jié)點(diǎn)能耗的監(jiān)測(cè)和分析，加重了網(wǎng)絡(luò)的負(fù)擔(dān)，增加了通信時(shí)延和網(wǎng)絡(luò)開銷。（2）ZigBee網(wǎng)絡(luò)中部署的節(jié)點(diǎn)數(shù)量較大，通信距離較短，隨時(shí)可能發(fā)生路由抖動(dòng)，加重網(wǎng)絡(luò)的負(fù)擔(dān)，同時(shí)可能引起通信錯(cuò)誤。（3）ZigBee網(wǎng)絡(luò)缺乏高效數(shù)據(jù)傳輸機(jī)制，數(shù)據(jù)時(shí)延和吞吐量受限。三、未來研究方向1.如何更好地解決ZigBee網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)電量問題，使網(wǎng)絡(luò)壽命更加穩(wěn)定。2.如何在ZigBee網(wǎng)絡(luò)中運(yùn)用自組織路由技術(shù)，提高網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍和可靠性。3.如何減少路由機(jī)制對(duì)節(jié)點(diǎn)能耗的影響，進(jìn)一步延長(zhǎng)節(jié)點(diǎn)壽命。同時(shí)，如何更好地平衡路由機(jī)制和網(wǎng)絡(luò)性能之間的關(guān)系。4.如何通過ZigBee網(wǎng)絡(luò)改善現(xiàn)有的城市基礎(chǔ)設(shè)施和公共服務(wù)，實(shí)現(xiàn)更高效的城市管理和社會(huì)服務(wù)?？傊瑢?duì)ZigBee路由機(jī)制的研究將會(huì)對(duì)WSN中節(jié)點(diǎn)的能源管理、拓?fù)鋬?yōu)化、數(shù)據(jù)