协议)算法的改进,AODV 是基于序列号的路由,它总是选 择最新的路由.Z-AODV 是基于路径的能量消耗的路由,考 虑到节能,应用方便性等因素,简化了 AODV 的一些特点, 但仍保持 AODV 的原始功能. 在路由选择和路由维护时,ZigBee 的路由算法使用了路 由成本的度量方法来比较路由的好坏.假定一个长度为 L 的 路由 P,则它的路由成本为:
C ( p ) = ∑ C {[Di , Di +1 ]}
i =1
L =1
C{[Di , Di +1 ]}表示从节点 Di 到节点 Di+1 的链路成本. 对于链路 l,链路成本可按照下面的表达式计算:
其中,
7, C{l} = 1 min 7, round p 4 l
其中,pl 为链路 l 中发送数据包的概率. 在 ZigBee 规范中没有涉及到 pl 的具体计算方法.pl 可通 过实际计算收到的信标和数据帧来进行估计,即通过观察帧 的响应序列号来检测丢失的帧,这就通常被认为最准确地测 量接收概率的方法.但是,对于所有的方法来说,最直接和 有效的方法就是基于 IEEE 802.15.4 的 MAC 层和 PHY 层所 提供的每一帧的 LQI 通过平均所计算的值.即使使用其他方 法,最初的成本估计值也是基于平均的 LQI 值.可以根据驱 动函数表来映射平均 LQI 值与 C l 值的关系(见表 1) . 表 1 LQI 值与链路成本的关系 LQI 大于 75 50～75 小于 50 链路成本 1 3 7
能量平衡运算要考虑许多因素来选择路由.这些因素包 括临近节点的能量,节点自身的能量和链路质量.剩余能量 Elocal 可以在每一个 ZigBee 帧中的保留域发送,这样每个节点 都能得到它的邻居节点最新的能量分配｛E1,E2…En｝. 2.2.3 树型(Tree)路由 树型路由机制包括配置树型地址和树型地址的路由.当 协调器建立一个新的网络,它将给自己分配网络地址 0,网 络深度 Depth0=0.如果节点(i)想要加入网络,并且与节点 (k)连接,那么节点(k)将称为节点(i)的父节点.根据 自身的地址 Ak 和网络深度 Depthk,节点(k)将为节点(i) 分配网络地址 Ai 和网络深度 Depthi=Depthk+1.网络深度表示 仅仅采用父子关系的网络中, 一个传送帧传送到 ZigBee 协调 器所传递的最小跳数.ZigBee 协调器自身深度为 0,而它的 子设备深度为 1. 图 3 为 ZigBee 树型结构.参数 nwkMaxChildren(Cm)表 示路由器或协调器在网络中允许拥有子设备数量的最大值. 参数 nwkMaxRouters(Rm)表示子节点中路由器的最大个数,
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而剩下的设备数为终端设备数.
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该路由表进行路由.否则,路由器将使用 Z-AODV 路由算法 初始路由发现.如果该节点没有初始路由发现的能力,它将 使用树型路由. ⑶ 强制路由发现:不管是否有相应的路由表,节点都强 制使用 Z-AODV 路由算法初始化路由发现. 在 ZigBee 规范中提出了将 AODV 和 Tree 路由混合的路 由机制. 但在 ZigBee 规范中并没有说明如何配置参数来选择 路由策略,没有使两者平衡的设计方法.根据上面 Tree 路由 和 Z-AODV 的分析,我们提出了基于数据特性的路由方法, 即在两种路由算法构成的网格型网络中,根据节点间传输数 据特性的不同,通过设置数据帧帧头的 DiscoverRouter 域, 选择不同的路由方法.对于捆绑型的连续数据,ZigBee 应用
图 3 ZigBee 树型结构 一个新的 RFD 节点(i) ,它没有路由能力,它与协调器 连接作为协调器的第 n 个子节点.根据它的深度 d,父节点 (k)将为子节点(i)分配网络地址: Ai=Ak+Cskip(d) ·Rm+n 给它分配网络地址: Ai=Ak+1+Cskip(d)(n-1) · 其中, Cskip= 其中 1≤n≤(Cm-Rm) 如果是新的子节点 FFD,它有路由能力,父节点(k)将
层应选择使用使能路由的方法. 即采用 Z-AODV 路由首先建 立路由发现,然后选择跳数少的路由,成为最佳路径;对于 爆发型的不连续数据则使用抑制路由发现的方法,即在路由 表中没有响应的目的节点的地址时,采用 Tree 路由方法.因 为这种路由不需要建立路由表, 因此对传输的数据响应较快. 图 4 为节点接收到上层或其他节点发送的数据包时,网 络层处理程序的流程图.

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