在无线传感器网络中,节点的处理能力,存储容量和能量受到硬件的严格限制。RPL路由协议是IETF RoLL工作组提出的IPv6路由协议,专门用于低功率损耗网络。文档详细介绍了RPL路由协议的拓扑,路由构建和安全机制。后,路由协议由Conoki的Cooja仿真工具模拟,该工具验证了无线传感器网络中路由协议的效率。线传感器网络; RPL路由协议; Cooja仿真工具中图分类号:TN92文献标识码:A文章编号:1009-3044(2017)05-0211-03总结:在无线传感器网络中,处理能力,存储容量和路由协议RPL是IETF RoLL工作组提出的IPv6路由协议,专为低功耗和有损网络设计,它提供了RPL路由协议的拓扑结构,恒温阀芯路由的构建和安全机制。路由协议由Cooja仿真工具模拟,并验证其在无线传感器网络中的效率。键词:无线传感器网络; RPL路由协议; Cooja传统上基于现场总线传输监控技术,建筑复杂性和扩展的弱点受到该地区的极大影响。线传感器网络(WSN)基于6LoWPAN技术,通过物联网概念以完全基于IP的方式互连传感器节点和互联网,提供无缝网络的优势。
于页面,易于维护和易于扩展。线传感器网络由分散在工作区域中的多个节点组成,并且网络在监视区域中自组织。设备是体积受限的,通常具有低处理能力,低传输速率,有限的功率储备,高分组丢失,低数据传输和抖动问题。了减少网络开销并保持稳定的网络拓扑,IETF RoLL工作组提出了一种RPL路由协议。RPL路由协议通过交换距离向量构造有向无环图(DAG),节点通过广播与其他节点交换信息,以计算最优路径,有效避免路由环路的问题。文档通过RPL路由协议,路由建立过程,安全机制等详细介绍了无线节点的拓扑结构。后,Contiki系统的Cooja工具用于模拟无线网络环境,并模拟和验证其性能。

要说明RPL是在Ipv6上设计的远程矢量路由协议。于有向无环图拓扑的概念,使用目标函数(OF)和度量集构建目的地有向无环有向图(DODAG)。优路径取决于目标函数的约束和度量。线网络拓扑不同于日常有线网络的点对点传输。

线传感器网络受地理环境的限制。般情况下,没有预先配置的拓扑结构。线节点必须发现其他节点并根据RPL规则建立通信。RPL路由将来自网络的无线节点的所有传出信道聚合到一个或多个指定的网关,并且外部信息也从这些网关分发到网络的节点。果,整个无线网络被视为DAG卡,并且RPL路由协议将DAG卡分成几个DODAG卡,每个DODAG卡包含根节点(可以接收或发送网络信息的输入和输出)。部)。DODAG训练和升序路由设置在打开节点电源之前,根据应用程序的实际环境将不同的节点指定为根节点和节点。电后,根节点将DIO消息广播到所有相邻节点,这些节点可以同时广播DIO消息,有时同时接收多个DIO消息,恒温阀芯然后根据DIO消息路由接收节点。
过根据路由度量比较量化的秩值,目标函数和ETX值,选择信息以加入或不加入DODAG图。节点加入DODAG卡时,根节点将成为节点的父节点。旦父节点确定,节点就在其自己的DIO消息中修改路由信息,然后将包含新路由消息的DIO消息发送到与其相邻的其他节点。
此循环中,其他节点也将接收许多DIO消息,并以相同的方式确定自己的父节点。立路由时,节点的下一跳是其父节点,并建立上行路由。下行路径建立下行路由有两种模式:Sting模式和No Storage模式。构建过程中,节点可以在Sting模式下保持路由信息,只有根节点可以备份的模式是非存储模式。存储模式下,节点通过比较前一级别的多个节点发送的DIO消息来确定其自己的父节点,并将DAO消息发送到父节点以响应它们。节点接收DAO消息,处理其前缀信息,并将路由条目添加到路由表,从而更新整个路由表。父节点完成此步骤时,它会向其父节点发送DAO消息数据包,依此类推,直到建立完整的故障路由。非存储模式下,节点处理DIO消息并直接响应根节点处的DAO消息。节点不接收消息,但消息由父节点发送。后,当根节点收到所有节点发送的DAO消息时,它将为所有节点建立路由表。全机制预防和检测环路在传统网络中,可能会发生临时环路,因为节点的位置和拓扑位置不同步。环可能会导致数据包丢失,链接阻塞等问题,因此需要快速检测循环。
是,在无线传感器网络中,环路对整个网络的影响是有限的。反,如果采取更重要的措施来避免环路,将导致节点的能量消耗和路由的混乱。此,RPL协议显示循环,并且定义了两个基于秩的策略以避免循环。允许节点在DODAG图表中选择具有最高排名值的节点作为其自己的父节点。)不允许节点更深入地进入DODAG(增加排名)以增加父集的大小或改进其他度量。复机制当无线节点电量不足或由于故障而无法再运行时,需要定义其他路由进行正常的数据传输,RPL路由协议支持两种方式。修:全球维修和当地维修。检测到链路故障时,节点没有父节点面朝上,这会触发部分修复以找到另一个父节点;在本地修复期间,可能会破坏整个DODAG映射的最佳模式,或者根节点失败。建DODAG卡,触发全局修复,DODAGVersionNumber的值增加1。Trickle Timer Cooja算法仿真和平台分析Cooja是Contiki操作系统的独立插件,可模拟大量节点。文模拟了一个包含根节点和10个公共节点的仿真环境,这些节点在仿真环境中随机排列。

点1是根节点,其余节点是公共节点。圈表示节点1的通信范围。信范围外的节点只能通过节点1与节点1通信。他节点。旦网络拓扑第一次稳定,如图3所示。是,节点不允许选择DODAG映射的最深节点作为其自己的父节点。ETX,节点3重新选择节点5作为其自己的父节点,RPL启动本地修复。据湍流算法,重置维护定时器以增加消息包的传输频率DIO,如图4所示。

点3在01:05左右重置定时器,以及DIO消息包的传输间隔,直到DODAG拓扑稳定。拓扑结构如图5所示。点7和8的位置被人为修改以改变DODAG的相对位置,节点4,6和11再次选择它们自己的父节点。拓扑结构如图所示。6. RPL路由协议启动部分修复。据Trickle算法,重置定时器被重置以增加DIO消息的频率。旦稳定,它将继续逐渐增加。流算法对DIO节点消息的传输频率的影响如图7所示。图7中可以看出,由于湍流算法的第四阶段,节点达到了规模。检测当前累积的一致性是否小于冗余。量,只有在满足条件时才能发送,从而避免在检测到不一致之后由所有节点同时响应引起的广播风暴。8显示了在节点4移位后传输的大量DIO消息包导致的功耗大幅增加。论为了解决路由节能网络的问题,该组RoLL提出了一种RPL路由协议。协议使用ICMPv6 DIO,DIS和DAO控制消息来实现路由过程。本文中,Contiki Cooja模拟器用于模拟模拟环境本身的网络过程。时,当网络拓扑发生变化时,定时器由修复机制重置,以有效控制消息包的传输速率,从而减少了路由协议的开销。
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