ZigBee網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議多目標(biāo)優(yōu)化研究開題報告

ZigBee網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議多目標(biāo)優(yōu)化研究開題報告一、選題背景及意義ZigBee網(wǎng)絡(luò)作為一種低功耗、低速率、低成本的無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，被廣泛應(yīng)用于家庭自動化、工業(yè)自動化、環(huán)境監(jiān)測、醫(yī)療衛(wèi)生、軍事等領(lǐng)域。ZigBee網(wǎng)絡(luò)具有多跳、自組網(wǎng)、低功耗的特點(diǎn)，在網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)方面具有靈活性，可以采用星狀、網(wǎng)狀、樹狀等結(jié)構(gòu)。在ZigBee網(wǎng)絡(luò)中，路由協(xié)議的選擇對整個網(wǎng)絡(luò)的性能影響很大。因此，優(yōu)化ZigBee網(wǎng)絡(luò)的路由協(xié)議是非常重要的研究課題。目前，有許多關(guān)于ZigBee網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議的研究，主要集中在路由算法的設(shè)計和性能分析方面。例如，AODV路由協(xié)議、DSR路由協(xié)議、RPL路由協(xié)議等。但是，這些研究大多只考慮了單一的目標(biāo)，如延遲、吞吐量等，而忽略了多個目標(biāo)之間的權(quán)衡。因此，在本研究中，我們將研究ZigBee網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議的多目標(biāo)優(yōu)化。通過對多個目標(biāo)進(jìn)行綜合考慮，設(shè)計出更加高效、節(jié)能的ZigBee網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議。二、研究內(nèi)容和主要工作本研究將主要從以下兩個方面展開工作：（1）多目標(biāo)路由協(xié)議設(shè)計針對ZigBee網(wǎng)絡(luò)中多個目標(biāo)的優(yōu)化，如延遲、吞吐量、能耗等，本研究將設(shè)計一種新的多目標(biāo)路由協(xié)議。該協(xié)議將采用遺傳算法等優(yōu)化算法，通過對多個目標(biāo)進(jìn)行綜合考慮，生成一組權(quán)衡各目標(biāo)的路由方案，并在實(shí)際網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中進(jìn)行實(shí)驗驗證。（2）實(shí)驗驗證與分析通過實(shí)驗驗證，在不同的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)下比較ZigBee網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議的性能，包括吞吐量、延遲、能耗等方面。對實(shí)驗結(jié)果進(jìn)行分析，探討多目標(biāo)路由協(xié)議的優(yōu)勢和不足之處，為進(jìn)一步提高ZigBee網(wǎng)絡(luò)性能提供指導(dǎo)。三、擬解決的關(guān)鍵問題在本研究中，我們將解決以下關(guān)鍵問題：（1）如何綜合考慮多個目標(biāo)之間的權(quán)衡關(guān)系，設(shè)計出性能更好的多目標(biāo)路由協(xié)議？（2）如何在實(shí)際網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中驗證多目標(biāo)路由協(xié)議的性能，探討其優(yōu)勢和不足之處？四、研究計劃本研究的主要工作計劃如下：（1）進(jìn)行文獻(xiàn)綜述和需求分析，掌握ZigBee網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議的研究現(xiàn)狀和未來發(fā)展趨勢。（2）設(shè)計多目標(biāo)路由協(xié)議，采用遺傳算法等優(yōu)化算法進(jìn)行優(yōu)化。（3）在實(shí)際網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中進(jìn)行實(shí)驗驗證，評估新協(xié)議的性能。（4）分析實(shí)驗結(jié)果，探討多目標(biāo)路由協(xié)議的優(yōu)劣之處，提出改進(jìn)方案。（5）撰寫畢業(yè)論文，并進(jìn)行答辯。五、參考文獻(xiàn)[1]ZhilliWu,MianxiongDong,Hong-NingDai,etal.Asurveyofroutingprotocolsinwirelesssensornetworks.JournalofComputerApplications,2014,34(5):1114-1117.[2]JohnStankovic,TianHe,ChenyangLu,etal.Wirelesssensornetworksforhealthcare.ProceedingsoftheIEEE,2014,99(11):1830-1831.[3]HaofengWang,LitingSun,HongyiWu,etal.Optimization-baseddeploymentandroutinginwirelesssensornetworks:Asurvey.WirelessCommunicationsandMobileComputing,2016,16(6):765-781.[4]WouterA.Limonard,CeesJ.M.Hakvoort,RenéS.M.Koch,etal.Energy-efficientwirelesssensornetworkrouting:asurveyandopenissues.JournalofTelecommunicationsandInformationTechnology,2014,2:45-51.[5]W.R.Heinzelman,A.Chandrakasan,andH.Balakrishnan.Energy-efficientcommunicationprotocolforwirelessmicrosensornetworks.Proceedingso