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无线传感网络是一种全新的集成了传感技术、嵌入式技术和无线网络通讯技术等而形成的信息采集和处理技术,具有十分广阔的应用前景,当前受到国际上许多专家学者重点关注,是新兴前沿的多学科高度交叉研究热点之一。无线传感网络中的基于ZigBee技术的网络一般由大量低成本的微型ZigBee传感器节点组成,因此在有限的资源条件下、恶劣的环境状况下如何实现大规模网络的高效可持续通信对ZigBee网络路由协议提出了新的挑战。IEEE 802.15.4标准旨在为低功耗,低速率的通信提供一种可靠和经济的无线网络技术。ZigBee协议采用IEEE802.15.4标准的物理层和介质访问控制层,并结合网络层、应用支持子层和安全模块等,实现了自组织无线网络覆盖。具有高效节能优势的ZigBee无线传感网络在工业控制、智能家居等领域都有很大的应用潜力。论文首先分析ZigBee网络的特点,探讨ZigBee网络的体系结构及其相关应用,围绕ZigBee协议和蚁群优化算法展开,提出了基于能量管理和蚁群优化的ZigBee路由协议改进算法,达到实现提高ZigBee网络整体性能的目的。然后在NS2仿真平台,对ZigBee组网和路由过程进行了网络仿真。仿真实验结果表明该方法能够有效的降低节点能耗提高网络性能。另外,论文还针对ZigBee网络在自身资源有限和所处环境恶劣的情况下基本路由算法容错性较低,提出一种改进的基于蚁群优化的ZigBee容错路由算法。它采用一种基于蚁群优化的方法实现选择路由的可信度控制,均衡了节点能量和容错之间的矛盾,在保障能耗的情况下提高了网络容错能力。同样对算法基于NS2仿真平台进行了网络仿真,仿真实验结果表明该方法能够明显提高网络容错性能。在ARM平台上实现了一个简单的基于ZigBee协议的智能家居系统,并通过移植改进的蚁群优化路由协议,对家居环境数据采集功能测试以及性能分析,验证了改进ZigBee路由协议的可行性。