无线传感器网络快速组网机制的改进

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1、1262010，46（22）ComputerEngineeringandApplications计算机工程与应用无线传感器网络快速组网机制的改进孟繁亮，韩毅刚MENGFan-liang，HANYi-gang南开大学信息技术学院，天津300071CollegeofInformationTechnicalScience，NankaiUniversity，Tianjin300071，ChinaE-mail：meng_fanliang@163.comMENGFan-liang，HANYi-gang.Impro

2、vementoffastassociationmechanisminwirelesssensornetwork.ComputerEngi-neeringandApplications，2010，46（22）：126-130.Abstract：Wirelessnetworkshavealongassociatedelay，soapplicationinfastassociationoccasionsisnotquietlyideal.ThispaperimprovesIEEE802.15.4wirele

3、sssensornetworksprotocol，andNS2simulationresultsdemonstratethatcomparedwiththeoriginalprotocolstandards，itisrespectivelyshortenthedelayby90%and80%innetworkassociationtwosteps.Theeffectofimprovementisveryobvious，andmakesthewirelessnetworkbeappliedtoreal-

4、timemonitoringoccasions.Keywords：IEEE802.15.4；wirelesssensornetwork；associationmechanism；NetworkSimuatorVersion2（NS2）摘要：无线网络的入网连接时延过长，在要求快速组网的场合下应用不理想。对IEEE802.15.4无线传感器网络的协议进行了改进，NS2仿真结果证明，与原协议标准相比，分别将入网连接的两个步骤时延缩短了90%和80%左右，改进效果非常明显，使得无线网络能够应用到实时监测场合。

5、关键词：IEEE802.15.4；无线传感器网络；组网连接机制；NS2DOI：10.3778/j.issn.1002-8331.2010.22.038文章编号：1002-8331（2010）22-0126-05文献标识码：Ａ中图分类号：TP3931引言点信道扫描。当PAN协调器启动时大多采用能量扫描，目的近年，无线传感器网络的飞速发展，大量无线终端诞生。是为了自动选择一个干扰较小的信道建立PAN。而关注的终无线传感器网络通信技术已经成为人们日益关注的问题之端设备建立连接时一般采用主动扫描或被动扫描。主

6、动扫描一。ZigBee网络采用IEEE802.15.4标准，利用全球共用的机制如图1所示，其步骤如下：2.4GHz公共频率进行无线测量和系统监控，而且具有明显的（1）终端设备首先发送扫描请求原语请求对每一个逻辑低成本、低功耗、网络节点多、传输距离远等优势[1]。因为Zig-信道进行主动扫描。对于每一个逻辑信道，设备首先通过设Bee芯片价格低廉，开发简单，应用领域也在不断扩大，但在一置相应的phyCurrentChannel值，将信道切换到所指定的信道，些要求多节点快速连接组网的应用中，例如高速收费系统

7、、矿然后发送一个信标请求命令。井考勤系统中，应用的程度却并不理想，原因则是ZigBee底层（2）此时，终端设备处于接收状态，并记录每个接收到的依赖的IEEE802.15.4标准在多节点下入网连接时延过长，很信标帧中的个域网描述符字段（PANdescriptor）。难满足该类应用的要求。而目前针对IEEE802.15.4标准的研（3）当单个信道的扫描到达最长扫描时间或者存储的个究主要集中于模型建立[2-3]与性能评估[4-5]等方面，极少涉及组域网描述符到达最大值都会结束该信道的扫描而切换到下一网连接机

8、制。针对这种研究状况与应用需求，提出了一种要扫描的信道。当所有要扫描的信道都进行完时，物理层会IEEE802.15.4入网连接的改进机制，以适应快速组网下的应向上层返回一个确认原语，标识主动扫描成功或失败。确认用，极大地缩短了入网时延。原语中的PANDescriptorList字段为PAN描述符列表，即扫描每个信道时从信标帧中提取的个域网描述符的总和。这个表2802.15.4入网机制的分析及应用问题是进行主动或被动扫描的最终目的，对于表中PAN协调器的终