無線自組織網(wǎng)絡(luò)在農(nóng)田信息傳輸中的應(yīng)用研究

唐琨

摘 要：無線自組織網(wǎng)絡(luò)是由一組自治的無線終端相互合作而形成的獨(dú)立于固定的基礎(chǔ)設(shè)施并采用分布式管理的網(wǎng)絡(luò)，其多跳，無基站設(shè)施以及擴(kuò)展性強(qiáng)等方面的特點(diǎn)更能滿足精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)對(duì)農(nóng)田信息傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性以及準(zhǔn)確性的要求。

關(guān)鍵詞：無線自組織網(wǎng)絡(luò)；多跳；精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)

1無線自組織網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

無線自組織網(wǎng)絡(luò)是由一組自治的無線終端相互合作而形成的獨(dú)立于固定的基礎(chǔ)設(shè)施并采用分布式管理的網(wǎng)絡(luò)。自組織網(wǎng)絡(luò)不需要有線骨干網(wǎng)的支撐，同時(shí)具有自組織和自由移動(dòng)的特點(diǎn)，在無線自組織網(wǎng)絡(luò)中，各個(gè)節(jié)點(diǎn)既是主機(jī)終端又可以作為路由器來實(shí)現(xiàn)路由功能。

2無線自組織網(wǎng)絡(luò)的幾種主要路由協(xié)議比較

路由協(xié)議的三項(xiàng)核心功能是：路徑產(chǎn)生、路徑選擇、路徑維護(hù)。而經(jīng)過多年的研究，許多協(xié)議方案相繼被推出，目前，無線自組織網(wǎng)絡(luò)中路由協(xié)議使用最常見的分類方式是基于路由發(fā)現(xiàn)策略的角度，即表驅(qū)動(dòng)式路由協(xié)議和按需式路由協(xié)議。

2.1典型表驅(qū)動(dòng)式路由協(xié)議

DSDV（Destination Sequenced Distance Vector）協(xié)議是通過修改RIP協(xié)議而得到的，它避免產(chǎn)生路由環(huán)路的方式是在每條路由信息中加入由目的節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生的序列號(hào)。每一個(gè)節(jié)點(diǎn)都保持著一張路由表。

2.2典型按需式路由協(xié)議

按需式路由協(xié)議也叫反應(yīng)式路由協(xié)議。與表驅(qū)動(dòng)式路由協(xié)議相比，按需路由協(xié)議僅在需要路由時(shí)才由源節(jié)點(diǎn)創(chuàng)建，因此，拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和路由表內(nèi)容是按需建立的，有通信要求時(shí)建立和維護(hù)路由表，通信完畢后便不再進(jìn)行維護(hù)。

（1） AODV（Ad hoc On-Demand Distance Vetor）協(xié)議

與DSDV保存完整的路由表不同，AODV通過建立基于按需路由來減少路由廣播的次數(shù)。AODV只需要維護(hù)活動(dòng)路徑的路由信息。每個(gè)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)則維護(hù)一張下一跳路由表，在預(yù)定期限內(nèi)沒有被使用或者激活，則使這些節(jié)點(diǎn)能夠被確認(rèn)為無效路由。

（2） DSR（Dynamic Source Routing）協(xié)議

動(dòng)態(tài)源路由協(xié)議（DSR）采用了源路由方式來取代多跳分組路由形式，每一個(gè)數(shù)據(jù)包都會(huì)攜帶通往目的節(jié)點(diǎn)路徑上，中間各個(gè)節(jié)點(diǎn)的信息。中間節(jié)點(diǎn)不用維護(hù)路由信息，也不需要發(fā)送任何周期性的消息。

3無線自組織網(wǎng)絡(luò)基于NS-2網(wǎng)絡(luò)模擬仿真

在前面，具體分析了表驅(qū)動(dòng)路由協(xié)議和按需路由協(xié)議的幾種典型路由協(xié)議各自的特點(diǎn)，要在NS-2仿真軟件中模擬這些路由協(xié)議。

虛擬環(huán)境為1000mX1000m的范圍內(nèi)隨即設(shè)置50個(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行模擬，分別從無線自組織網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)移動(dòng)速度變化時(shí)和節(jié)點(diǎn)密度變化時(shí)對(duì)幾種典型路由協(xié)議進(jìn)行仿真性能測(cè)試。

3.1節(jié)點(diǎn)移動(dòng)速度變化仿真測(cè)試

從圖1可以看到， DSDV協(xié)議的延時(shí)在節(jié)點(diǎn)移動(dòng)速度低于10m/s的時(shí)候，表現(xiàn)很好。而AODV協(xié)議則表現(xiàn)相對(duì)差一些，而DSR協(xié)議則表現(xiàn)是最差的。

3.2節(jié)點(diǎn)密度變化仿真

隨機(jī)選取20個(gè)節(jié)點(diǎn)，在平面空間中，每個(gè)節(jié)點(diǎn)分別設(shè)置間隔20m、40m、60m、80m、100m。并設(shè)置節(jié)點(diǎn)的平均移動(dòng)速度為2米每秒。

從圖2中看到，DSDV路由協(xié)議的端到端延時(shí)表現(xiàn)非常好，而AODV和DSR路由協(xié)議相比較就要差。

4結(jié)束語

通過NS-2網(wǎng)絡(luò)仿真軟件構(gòu)建了農(nóng)業(yè)自組織網(wǎng)絡(luò)仿真平臺(tái)，對(duì)AODV協(xié)議、DSR協(xié)議以及DSDV協(xié)議在不同條件下的性能表現(xiàn)分別進(jìn)行了比較，通過端到端時(shí)延等參數(shù)對(duì)其性能表現(xiàn)進(jìn)行了評(píng)估。綜合網(wǎng)絡(luò)仿真的結(jié)果以及農(nóng)田信息傳輸?shù)囊?，表明表?qū)動(dòng)式路由協(xié)議DSDV更為穩(wěn)定，更適用于農(nóng)田信息的無線傳輸。

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