【摘 要】
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蓝牙Mesh网络是蓝牙组织提出的一种无线拓扑网络,它利用蓝牙的广播信道来传输数据,并通过可控泛洪算法来进行控制网络消息转发。蓝牙Mesh为了扩展应用面,提出蓝牙Mesh友谊功能,该功能将低功耗蓝牙设备引入网络拓扑,通过好友节点作为低功耗节点与组网通讯的桥梁,使低功耗节点可以通过周期性休眠降低功耗。但是目前友谊功能需要人工配置,而人工配置会导致效率低、性能不稳定,从而引起低功耗节点功耗上升和丢包问题
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蓝牙Mesh网络是蓝牙组织提出的一种无线拓扑网络,它利用蓝牙的广播信道来传输数据,并通过可控泛洪算法来进行控制网络消息转发。蓝牙Mesh为了扩展应用面,提出蓝牙Mesh友谊功能,该功能将低功耗蓝牙设备引入网络拓扑,通过好友节点作为低功耗节点与组网通讯的桥梁,使低功耗节点可以通过周期性休眠降低功耗。但是目前友谊功能需要人工配置,而人工配置会导致效率低、性能不稳定,从而引起低功耗节点功耗上升和丢包问题。本文通过实现蓝牙Mesh友谊功能的自动配置机制,对友谊功能中低功耗节点的功耗与丢包问题进行优化。自动配置机制将分为两个阶段:一、为低功耗节点分配好友节点;二、低功耗节点与好友节点建立友谊关系。其中,第一部分将获取低功耗节点在网络中的位置信息,根据位置信息为低功耗节点配置距离相对较近的好友节点;第二阶段对好友节点的网络负载进行评估,其负载转化为接收窗口大小,该值将会作为低功耗节点结束休眠后收发消息的时间。低功耗节点将会以窗口大小与信号强度为指标,选取合适的好友节点建立关系,保证其自身的功耗和通讯质量。本论文基于Nordic公司的Nordic Mesh协议栈对友谊功能进行了实现,并采用以n RF52832最小系统为基础的蓝牙硬件平台进行实测分析。选用20个n RF52832蓝牙设备,在设备组网的前提下对所实现的友谊功能及其自动配置机制的性能进行了测试。测试结果表明:与Nordic Mesh友谊功能相比,本文优化的低功耗节点功耗减少了16%,低功耗节点丢包率低于10%,均达到了预期的设计指标。本论文的研究成果对蓝牙Mesh友谊功能应用扩展具有一定的价值。
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