一種基于工業(yè)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )的路由和資源分配算法

4 仿真實(shí)驗及分析
仿真實(shí)驗在OMNet++平臺上進(jìn)行，拓撲采用8×8的Mesh結構，64個(gè)節點(diǎn)中包含一個(gè)網(wǎng)絡(luò )管理者，負責全網(wǎng)絡(luò )通信資源的分配。實(shí)驗節點(diǎn)以中科院自主設計的GAINS-2節點(diǎn)為原型，該節點(diǎn)與Mica2節點(diǎn)兼容。節點(diǎn)的微控制器采用Atmega128L，射頻芯片采用CC1000。網(wǎng)絡(luò )協(xié)議用Visual C++開(kāi)發(fā)，網(wǎng)絡(luò )拓撲由.ned文件生成。
在網(wǎng)絡(luò )正常監控階段，當用戶(hù)端有查詢(xún)任務(wù)時(shí)，查詢(xún)報文將沿著(zhù)網(wǎng)絡(luò )的拓撲結構傳播。圖6為模擬系統隨機生成的網(wǎng)絡(luò )拓撲以及路由協(xié)議建立的樹(shù)型結構。查詢(xún)任務(wù)一般具有周期性，沿網(wǎng)絡(luò )的梯度方向傳播。

網(wǎng)絡(luò )維護代價(jià)、平均加入時(shí)延和平均傳輸時(shí)延是衡量路由協(xié)議和通信資源分配算法性能的一個(gè)重要指標。仿真實(shí)驗結果如圖7所示，數據的傳輸時(shí)延與鏈路的質(zhì)量密切相關(guān)。
在仿真實(shí)驗中，保持監控區域面積不變，改變網(wǎng)絡(luò )中節點(diǎn)的數目，為達到應用要求，需要增加節點(diǎn)的射頻距離，則能耗代價(jià)與節點(diǎn)的數目密切相關(guān)。圖8為網(wǎng)絡(luò )能耗代價(jià)與節點(diǎn)數目之間的變化關(guān)系。

工業(yè)無(wú)線(xiàn)傳感器監測網(wǎng)絡(luò )技術(shù)是無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )研究領(lǐng)域的一個(gè)新的研究方向。本文采用家族譜系的描述方法，提出了一種適用于復雜工業(yè)現場(chǎng)監測的工業(yè)無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )的路由和通信資源分配算法。這種通信資源分配算法采用分層、分時(shí)、分頻相結合的通信策略，充分利用了無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )的特性，能夠有效提高無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )的通信效率。由于工業(yè)無(wú)線(xiàn)監測網(wǎng)絡(luò )的工作環(huán)境具有多樣性，因此，未來(lái)的一個(gè)重要任務(wù)就是提高路由和通信資源分配算法的適應性和可靠性，克服外界環(huán)境變化造成的影響。
參考文獻
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