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随着无线传感器网络应用领域的逐渐扩大,传统无线通信技术已不能满足无线网络更高复杂度的要求,Zigbee无线技术正是为了满足这一需求而出现的典型应用,它同时继承了低功耗和低成本的网络构建优点。然而,Zigbee技术虽然使无线网络应用领域进一步扩展,但却暴露出越来越多的网络能耗问题。虽然Zigbee规范路由协议中没有专门针对网络节能的机制,但根据它的技术特点和应用领域决定了网络节能是目前研究的重点方向。 本文首先深入研究Zigbee协议和Zigbee节点降耗机制,运用NS2软件对经典Zigbee路由算法进行能耗仿真,得出经典Zigbee路由算法的优缺点;然后,针对经典Zigbee路由算法的不足之处,给出了改进型树路由算法的策略。通过限制RREQ包传输范围,以及携带节点能量标识,以选择能量优化的分组转发路径,降低Zigbee节点的路由开销。在改进树路由算法基础上,仿真分析Zigbee节点的工作模式能耗,建立Zigbee节点异步睡眠模式,并设定节点睡眠时间和方式,给出Zigbee节点功耗优化方案;最后给出了系统结构设计方案,并运用NS2对不同网络结构下的改进型树路由算法和经典Zigbee路由算法进行能耗仿真,结合Zigbee节点低功耗设计完成节点功耗优化研究,同时对网络高层节点进行能耗仿真。 仿真实验结果表明,改进型树路由算法有效降低了路由发现过程中的路由开销,合理优化减少了高层节点的能量消耗,有效推迟了网络分割的形成。结合节点低功耗设计,延长了网络整体运行时间,对降低复杂度较高的网络维护成本是有益的。