基于ZigBee協(xié)議的無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )服務(wù)質(zhì)量的研究
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2 ZigBee協(xié)議的組成和通信特點(diǎn)
ZigBee是一種新興的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )技術(shù)，其特點(diǎn)是近距離、低復雜度、低功耗、低數據速率、低成本。主要適用于自動(dòng)控制和遠程控制領(lǐng)域，可以嵌入各種設備。ZigBee主要是在短距離范圍之內傳輸小量的數據，傳感器數據、控制命令和重復行數據是其主要的傳輸對象。完整的ZigBee協(xié)議由物理層、媒體訪(fǎng)問(wèn)控制層、網(wǎng)絡(luò )層、應用匯聚層和應用應用層組成，如圖2所示。本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/153615.htm
ZigBee標準是基于IEEE802．15．4標準的，ZigBee協(xié)議棧分為兩部分IEEE802．15．4處理低級MAC層和物理層協(xié)議。ZigBee聯(lián)盟制定了網(wǎng)絡(luò )層、安全層和應用程序接口的應用規范。通過(guò)服務(wù)接入點(diǎn)(SAP)各層之間進(jìn)行數據通信和協(xié)議棧管理。ZigBee協(xié)議棧中在網(wǎng)絡(luò )層之上才ZigBee協(xié)議真正定義的部分，PHY層完成數據的收發(fā)、開(kāi)啟和關(guān)閉無(wú)線(xiàn)收發(fā)信機、能量檢測(ED)、鏈路質(zhì)量指示(LQI)、信道評估(CCA)的功能。MAC層主要功能包括采用CSMA／CA機制訪(fǎng)問(wèn)信道，協(xié)調器產(chǎn)生信標幀并發(fā)送，時(shí)隙保障(GTS)機制和提供MAC層可靠傳輸機制。網(wǎng)絡(luò )層是ZigBee的核心部分，它主要負責設備加入、退出網(wǎng)絡(luò )的機制，幀安全機制，路由發(fā)現以及維護機制，協(xié)調器的網(wǎng)絡(luò )層還要實(shí)現網(wǎng)絡(luò )拓撲的建立，并為設備分配地址。應用接口層包括應用支持子層(APS)，ZigBee設備對象(ADO)和制造商定義的應用對象。APS子層負責維護綁定列表，根據設備的服務(wù)和需求對設備進(jìn)行匹配，并在綁定的設備間傳送信息。ZDO負責定義設備在網(wǎng)絡(luò )中的角色(如協(xié)調器還是節點(diǎn))，發(fā)現設備并決定設備所提供的應用服務(wù)、初始化并響應綁定請求，在設備之間建立安全關(guān)系。此外ZigBee協(xié)議層中還具有數據的安全管理機制。
3 無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )的QoS
3．1 服務(wù)質(zhì)量(QoS)的概念
自無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )出現以來(lái)，人們一直對如何定義WSN的服務(wù)質(zhì)量、如何衡量WSN的服務(wù)質(zhì)量，以及WSN究竟是否需要服務(wù)質(zhì)量而存在較大的分歧。目前，研究人員普遍達成的共識是：無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )需要QoS支持，但是不同的應用對QoS有不同的理解和需求，無(wú)法對無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )QoS形成統一的定義。
服務(wù)質(zhì)量(Quality of Service，QoS)，它有多種等價(jià)或互補的定義形式。RFC2386中描述為：QoS是網(wǎng)絡(luò )在傳輸數據流時(shí)要求滿(mǎn)足的一系列服務(wù)請求，也就是，指網(wǎng)絡(luò )需要提供給應用實(shí)現正常功能所需的性能級別保證。
無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )中的網(wǎng)絡(luò )QoS技術(shù)，通常具有兩方面的含義；1)從應用的角度看，QoS代表用戶(hù)對于網(wǎng)絡(luò )所提供服務(wù)的滿(mǎn)意程度。2)從網(wǎng)絡(luò )的角度來(lái)看，QoS代表網(wǎng)絡(luò )向用戶(hù)所提供的業(yè)務(wù)參數指標。為了方便分析，人們將無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )的服務(wù)質(zhì)量分為兩個(gè)層面，分別是針對用戶(hù)的應用層面和針對服務(wù)的網(wǎng)絡(luò )層面。
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