RPL路由协议能耗问题研究.doc

【摘要】无线电通信技术的迅速发展对无线传感器网络的应用有着巨大的推动作用。而一种稳定高效的路由协议对无线传感网的发展至关重要。利用IPv6的优势，实现传感网络的互连互通，则会更加有利于无线传感网的普及。ROLL工作组于2012年提出了一种低功耗有损的无线网络路由协议，即RPL（Routing for Low-Power and Lossy Network）。该协议自提出以来，获得了学术界和业界的广泛关注，并不断地获得改进。

在无线传感网络中，节点大多通过电池来供电，增加节点在网络中的有效存活时间对于延长网络的使用寿命有着十分重要的意义。本文就能量损耗问题进行研究，提出平衡关键传感器节点能量损耗的解决方案。方案中考虑到关键节点的能量损耗，预估其能量的平均消耗，从而改变路径的选取。依据关键节点的转发数据包次数（The Expected Number of Packets Sent ：ENPS ）来调节有向无环图的构建，以延长无线传感网络的有效生存时间。从链路质量和网络中信息传递的数量上来评估改进后的方案。实验表明，这一方案能有效改善传感器节点在无线传感网中的有效存活时间。

【关键词】  RPL；无线传感网；能量损耗；网络生存时间；转发报文次数

目录

摘要

Abstract

1 绪论-1

1.1 RPL路由协议研究背景-1

1.2 无线传感器网络路由技术研究现状-2

     1.2.1无线传感器网络和有线网络的不同-2

1.2.2 无线传感器网络典型的路由协议及其特点分析-3

1.3 选题意义与目的-3

2相关工作-4

2.1 基于链路质量分析的改进方案-4

2.2 基于剩余能量的改进方案-5

2.3 基于期望寿命的改进方案-5

3基于节点报文转发数据包次数(ENPS)的RPL改进算法-7

3.1协议概述-7

3.2关键节点的剩余转发报文次数计算-7

3.3基于剩余转发次数最多的路由选择-8

3.4 DAG的构建过程-8

4 算法验证-10

4.1在Cooja 仿真平台的上部署-10

4.1.1 Conitiki系统-10

4.1.2  Cooja仿真平台-11

4．2 在实际传感节点中的部署-12

4．3 实验数据分析-14

4.3. 1分析考虑的因素-14

4.3.2数据分析-14

5 总结与展望-18

参考文献-19

致 谢-20