硕l学竹论文第一章Zigbee组阿方窠的设计本文只对最复杂情况Ⅲ=14)讨论,其他情况照此类似分析。本仿真是在Windows平台下,利用Cygwin的xwjn窗口显示其加入过程,如圈2-10wiⅡ-?_-?__…一_u_…一nⅡ…㈣'i…㈣‘i●—I一C-…●1Tr…嘲黼髓麟嬲嘲嘞黪凝戳戳鳓嬲嘲躞雠[玎二l!‘’d】1iricr%22cl/r,j一228/。,Jpar=¨p、n,1i[rluIate/{1s∞irⅢjoi.run。’。mj。,:inn202.。na.,搿3iN“(J4”*p”=;n揣0Ln%Og,r。l’.rr篇olrd“O“.s”cnjoin.teljc,lr,02.tclj,xr04.tc}/c,/帕btclJolrrlJtcljoin”joir,02.trJ。in04.tr』ni.06brJolnlO”lnc;oir.fcI-图2-10xWin界面网络拓扑如图2-9,图2-11为当己取ls时节点和协调器连接过程图。[6.500coo](node8)scanni旧chamel儿[6.762040](node8)scanni旧chamel12[6.784∞4](node6)sendm9[6.786144](node6)ack[s.78锯08](r_0de[6.781*08](node6)一cl{t…一n…o帅ard0][C00rdAddr:016)…lau…ccess“l(be酏onFor由ta…st……ndda协删stcom㈨nd一elredrecei垤denabled)[channel:it】【PAN-ID:[6.788608](node6)be9ln7)sendln日data㈣st…dnd…tos蝴……iththecoordlmt叶[6.790304](node[6.791584】(no出7i[7.02672们(no出8)s…ln9ack7)ass…tl∞failed一)N0一]]nTa(be…nabled)[chamel:11f”datarequest…andrec…dchreel13<o)[7.283104】(∞de】[PAN_ID:0】[CoordAddr:olnddr:O】…[7.289760](node[7.290528](node8)3e州l㈣…atlon8)sendin9一clatl…equestto[ch—l:11][P…_ID:0][Coordrequestco.and…[7.2S20“](node0)ackfor一…atinPequenco.andreceived圈2-11毛2ls时从仿真过程可以看出:前几个节点都是按规律加入,时间上和理论值很接近,而在6.5s时,节点8被激活,在节点8进行扫描连接的过程中,节点6和节点7也在这个时间内进行关联请求过程,这样就加重了这段时间内协调器处理的请求过多,从而延迟了节点8的加入时间。而在75s时节点9被撒括,由于节点6和7占用了节点8的加入时问,所以节点8的加入将延迟到7.5s之后,这样又会占用节点9的加入时间。当这个过程中出现节点加入失败的情况时,此节点义要重新进行关联加入过程,会更进一步的占用后面节点的时间。图2.12是利用夔主兰堡堡塞蔓=垦!堡!竺塑旦查壅盟丝生NAM工具动画显示加入过程。翻茹—一一一一嵋曼牺鞴圈隧目嬲翻暇舅暖—啊_姊碍l儡聊¥警壁靼嘿两舅爨粤—目啊嘲∞殛*熊野黼’螺Ⅻ_&oj!———一————!——一..——{..~———L‘———也一,■,”一一~一删一鼻鬯r到/7一、、、ⅫIO]/…◇、!弓…/遁/、、纠IoIM⑦n』。。.’爹㈣、、⑤。函①j、国\、~@。。。/哂@@@:i-…l_‰““.‘__.-._.‘__l。.。““。h..--。_。“…..“,。二.(对节点7加八失救(b)节点7重嘶加入围2-12矗=ls时Nam动画显示图23堡主堂生堡塞塑=童!堡堕!塑堕塑壅塑堡生如罔中显示节点7关联加入失败,将在节点9加入之后再重新加入而仿真继续进行下去又会出现节点II和13加入失败,导致所有节点加入网络的时问增加。当L取O,06s时,即每隔O.06s激活一个节点,连接过程如图2-13a[5.173248](node14)a¥sociation[8.173248](node14)a…】ationsuccess“1(Deaconeneoledj【channel:0】[Co吖dAddr:0】【8.173248](node34)b09in6)a…lnlontos¨h…izere8pon州…州recel坩d㈣failed一>m∞¨(b…niththecoordinator<>【8.217824】(nodeenabled】{|][Plan_IⅡ:0】[Co计dgddr:0]‘>[e.221584】(node7)associationFalled>帅一DRTfl【beaconenabled)一J[Pa也I口:0】[Coord自d廿:0】【8.257312](node5)scannl嘴channeli2<>[8.361504】(node8)a…iatlonFailedNO—DflTfl(beaconenabledl懈][PRN—IB:O】[Coordl;ddr:0】<>[8.∞3744】(node9)a…iationFailed>NO—DflTfl(bea∞nenabled){;】[P日H_ID:0】[Coordt{d打:0】鳖篓邀;!蛰篓兰塑鲨!生:业!!坚!坚型世业!!:!目2-13己-0.86s时当r。:006s时,网络冲突比在Is时的情况明显增加,入网失败的节点增多。从整个仿真过程来看,节点的加入顺序变的没有规律,这是由于网络冲突造成的。当这些失败的节点又重新发起关联命令直到入网成功的话,这样所花的时间就会大大的增加。当L取值越小,网络冲突就越明显,并且加入的总时间变化很不规则。图2一14是当£取006s时NAM动画演示图。1,1,,---!一…..!j.!!蔓==!!兰==兰=二.竺竺兰:f』~fa)节点加八失败硕十学位论文第一二章Zigbee组网方案的设计二===三兰=三兰:苎=兰=!兰兰=【o】浏|L:;。蓄兰一。。…,。。昌尝冷尝8叫|(”节点重新加八成功图2-14瓦?o06s时NAM动画演示目从图(a)看出,节点不是按照顺序加入网络,节点14比前几个节点都更早加入网络,这是由于网络中出现很大的冲突,而协调器处理每个节点加入的时间又比较长,这样就直接导致了节点的无序加入。图(b)是所有节点都全部加入网络。通过类似的方法分别对写在其它取值情况下进行仿真。当N和已取不同值时,统计每种情况的所有节点全部连接成功的总时间r,如图2.15。:Shl。15烈11叶■<1一:‘氐1、≮弋≯000l0】03040j06070.g09l间隔时间T/∞,/s图2?15原方章下不同矗时设备全部成功加八总时间的仿真结采硕士学位论文第二章Zigbee纽网方案的设计从图2—15看出,当乙<=O.3s时,丁的增减变的极不规则,而且N越大,这种动荡就越明显,而当乙>O.3s时,少的变化基本上趋于稳定。这是因为当乙越小,协调器在某些时问内处理的信息量过大,使得很多节点的关联加入请求得不到满足,节点越多越明显,而那些前面加入失败的节点会继续发送加入请求,它们和后面即将激活的设备之间又会产生新的网络冲突。2.5改进的组网方案通过以上分析知当节点通过协调器加入网络时,所需的原语数较多,这样需要的时间较长。假如有多个节点在较短的时间内先后加入网络,就会产生较大的网络冲突,使得协调器负载过重,导致一部分节点加入失败,而这些加入失败的节点会继续发送加入请求,这样所有节点全部成功加入的总时间会进一步增加。本文通过减小每个节点加入网络的时间及原语数来达到减小这种冲突的目的,从加入网络的时间分析,加入网络的绝大部分时间花费在主动扫描、信标周期和等待协调器处理时间上,而前两者时间是固定不变的,但是等待协调器处理的时间却是可变的,和协调器要处理的原语数量有关,可以通过减少原语的数量,减小协调器处理这些原语通信握手过程所需要的时间,这样协调器就能更快的响应节点的关联加入。图2.16为改进后的节点与协调器的连接原语时序图。图2.16改进方案下节点与协调器的连接原语时序图当协调器在收到加入请求命令后,检查本身资源足够的话,就直接产生关联
Zigbee无线组网技术的研究
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