基于wifi的智能家居路由协议的设计与实现

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1、巧結？觀作圓硕±学位论文胃參圓基于ＷＩＦＩ的智能家居路由愤议的设计与实现作者姓名张静指导教师姓名、职称陈南教授申请学位类别工学硕±圓学校代码10701学号1301120022分类号TN92密级公开西安电子科技大学硕士学位论文基于WIFI的智能家居路由协议的设计与实现作者姓名：张静一级学科：信息与通信工程二级学科：通信与信息系统学位类别：工学硕士指导教师姓名、职称：陈南教授学院：通信工程学院提交日期：2015年11月TheDesignandImplementatio

2、nofRoutingProtocolforSmartHomeBasedonWIFIAthesissubmittedtoXIDIANUNIVERSITYinpartialfulfillmentoftherequirementsforthedegreeofMasterinCommunicationsandInformationSystemsByZhangJingSupervisor:ChenNanProfessorNovember2015西安电子科技大学学位论文独创性（或创新性）声明秉承学校严谨的学

3、风和优良的科学道德，本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研巧工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加标注和致谢１，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研巧成果中所罗列的内容＾外；也不包含一为获得西安电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我同工作的同事对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。一学位论文若有不实之处，本人承担切法律责任。．化处本人籍名；ｇ）夭日期：厕＾西安电子科技大学关于论文使用授权的说明目］

4、本人完全了解西安电子科技大学有关保留和使用学位论文的规定，：研［究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于西安电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件，允许查阅、借阅论文；学校可公布论文的全部或部分内容，允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。同时本人保证，结合学位论文研究成果完成的论文、发明专利等成果，署名单位为西安电子科技大学。保密的学位论文在。＿＿年解密后适用本授权书）本人签名：＾：＾！巧签名导１Ｂ日期：〉〇Ａ．ｉ厶么５日期：摘要摘要随着网络

5、通信技术以及自动控制技术的快速发展，人们对家居环境的舒适度和智能化的要求越来越高，智能家居的应用越来越广泛。传统的智能家居系统大都采用有线接入方式，但是这种接入方式布线麻烦、升级和维护困难、可扩展性差。由于无线接入方式在成本、可扩展性等方面的优势，以及多媒体设备间高速传输的迫切需求，因此采用WIFI技术进行接入是智能家居的发展趋势。由于AdHoc网络的多跳通信和自组织性等优势，将AdHoc网络运用于家庭内部网络的组建上，可以扩大通信范围。智能手机通过AdHoc网络接入Internet，不仅可以给用户提供

6、更好的信号质量，而且扩展了AdHoc网络在智能家居中的应用。目前，已经研究出了很多针对AdHoc网络的路由协议，这些路由协议都是针对特定的移动通信场景而设计的。由于家庭内部网络中节点移动速率较低、数量较少、对通信速率需求较高，使得传统AdHoc网络的路由协议并不适用于智能家居应用场景。因此，本文设计了一种适用于智能家居应用场景的路由协议。对家庭内部网络中的节点进行分级，并使节点分阶段发送路由请求，很好地解决了网络拥塞问题，提高了路由建立的可靠性。综合考虑居住面积和家庭内网节点总数目等因素，将路由协议的最

7、大跳数设定为三跳，这样既可以满足用户需求，又可以减少路由协议的开销。考虑到链路质量对网络性能的影响，本文给出了一种基于路径稳定度（StabilityofPath，SP）的路由选择算法，根据端到端的丢包率和节点作为中间转发节点的频率定量分析路径稳定度，选择路径稳定度最高的路径作为最优路径。为了对设计的路由协议进行理论性能分析，本文利用概率论建立数学模型，在给定成功概率的情况下，计算出了节点的平均入网时间和最长入网时间。通过MATLAB仿真，得到不同节点数目下，平均时间和最长时间随着时隙数的变化曲线，经过分

8、析得到最优入网时间下时隙数的选择，给实际系统中参数的设定提供理论参考。为了得到设计的路由协议的实际运行性能，本文在嵌入式Linux平台上实现了路由协议的关键部分，并测试了协议的性能。最后对设计的协议进行了总结，指出了需要改进和优化的方面。关键词：智能家居，WIFI，AdHoc，路由协议，路径稳定度IABSTRACTABSTRACTWiththerapiddevelopmentofnetworkcommunicationtechnologya