一种基于工业无线网络的路由和资源分配算法

4 仿真实验及分析
仿真实验在OMNet++平台上进行，拓扑采用8×8的Mesh结构，64个节点中包含一个网络管理者，负责全网络通信资源的分配。实验节点以中科院自主设计的GAINS-2节点为原型，该节点与Mica2节点兼容。节点的微控制器采用Atmega128L，射频芯片采用CC1000。网络协议用Visual C++开发，网络拓扑由.ned文件生成。
在网络正常监控阶段，当用户端有查询任务时，查询报文将沿着网络的拓扑结构传播。图6为模拟系统随机生成的网络拓扑以及路由协议建立的树型结构。查询任务一般具有周期性，沿网络的梯度方向传播。

网络维护代价、平均加入时延和平均传输时延是衡量路由协议和通信资源分配算法性能的一个重要指标。仿真实验结果如图7所示，数据的传输时延与链路的质量密切相关。
在仿真实验中，保持监控区域面积不变，改变网络中节点的数目，为达到应用要求，需要增加节点的射频距离，则能耗代价与节点的数目密切相关。图8为网络能耗代价与节点数目之间的变化关系。

工业无线传感器监测网络技术是无线网络研究领域的一个新的研究方向。本文采用家族谱系的描述方法，提出了一种适用于复杂工业现场监测的工业无线传感器网络的路由和通信资源分配算法。这种通信资源分配算法采用分层、分时、分频相结合的通信策略，充分利用了无线传感器网络的特性，能够有效提高无线网络的通信效率。由于工业无线监测网络的工作环境具有多样性，因此，未来的一个重要任务就是提高路由和通信资源分配算法的适应性和可靠性，克服外界环境变化造成的影响。
参考文献
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