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基于ZigBee的铁路集装箱站信息系统组网和路由协议研究
| 论文题名： | 基于ZigBee的铁路集装箱站信息系统组网和路由协议研究 |
| 关键词： | 集装箱;ZigBee;能量均衡;无线传感器网络;路由协议 |
| 摘要： | 集装箱运输作为一种快速、安全、低成本的运输方式，在全球货运中起着十分重要的作用。但是随着集装箱运输的不断发展，集装箱信息采集的自动化、实时化却相对滞后，信息采集的效率较低，严重影响了集装箱运输业的进一步发展。而ZigBee是一种新兴的近距离、低复杂度、低功耗、低成本的无线网络技术，可以嵌入各种设备中。利用ZigBee技术构建集装箱站点通信网络，实现集装箱信息的自动采集，将提高集装箱站点的工作效率，为集装箱运输实现智能化、现代化管理奠定基础。本论文针对集装箱跟踪、管理中存在的效率低、人力成本高、出错率高、实时性差等问题，给出了基于ZigBee技术的组建网络的总体设计方案，重点研究了网络层路由算法的改进策略。 本文首先介绍了无线传感器网络的特点及应用，然后介绍了基于IEEE802.15.4的ZigBee技术标准、ZigBee协议栈，重点分析了ZigBee协议网络层规范。接下来，在分析和研究了ZigBee网络拓扑和现有的无线传感器网络路由协议、算法的基础上，提出了基于ZigBee技术的铁路集装箱站信息系统的总体组网方案，实现了ZigBee网状网络组网；并从均衡消耗整个网络能量的角度，提出了对原有Cluster-Tree与AODV相结合的路由算法的改进方案。改进的路由算法利用门限值、基于权重的路由选择和分群的思想，较好的解决了网络节点过早死亡和网络分割的问题，达到了延长整个网络生存期的目的。 最后，利用NS2仿真软件，模拟集装箱站场的网络拓扑环境，对原有路由协议和改进的路由协议进行仿真实验和性能对比。实验结果表明：本文提出的组网方案和对路由算法的改进，在摔制网络流量分布，平衡网络负载方面取得了一定的成效，延长了整个网络的生存期，论证了本方案在集装箱站信息系统中的可行性。 |
| 作者： | 余峰 |
| 专业： | 交通信息工程及控制 |
| 导师： | 倪少权 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2009 |
| 正文语种： | 中文 |
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