無線自組織網絡在農田信息傳輸中的應用研究

唐琨

摘 要：無線自組織網絡是由一組自治的無線終端相互合作而形成的獨立于固定的基礎設施并采用分布式管理的網絡，其多跳，無基站設施以及擴展性強等方面的特點更能滿足精準農業對農田信息傳輸的實時性以及準確性的要求。

關鍵詞：無線自組織網絡；多跳；精準農業

1無線自組織網絡技術

無線自組織網絡是由一組自治的無線終端相互合作而形成的獨立于固定的基礎設施并采用分布式管理的網絡。自組織網絡不需要有線骨干網的支撐，同時具有自組織和自由移動的特點，在無線自組織網絡中，各個節點既是主機終端又可以作為路由器來實現路由功能。

2無線自組織網絡的幾種主要路由協議比較

路由協議的三項核心功能是：路徑產生、路徑選擇、路徑維護。而經過多年的研究，許多協議方案相繼被推出，目前，無線自組織網絡中路由協議使用最常見的分類方式是基于路由發現策略的角度，即表驅動式路由協議和按需式路由協議。

2.1典型表驅動式路由協議

DSDV（Destination Sequenced Distance Vector）協議是通過修改RIP協議而得到的，它避免產生路由環路的方式是在每條路由信息中加入由目的節點產生的序列號。每一個節點都保持著一張路由表。

2.2典型按需式路由協議

按需式路由協議也叫反應式路由協議。與表驅動式路由協議相比，按需路由協議僅在需要路由時才由源節點創建，因此，拓撲結構和路由表內容是按需建立的，有通信要求時建立和維護路由表，通信完畢后便不再進行維護。

（1） AODV（Ad hoc On-Demand Distance Vetor）協議

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。AODV只需要維護活動路徑的路由信息。每個移動節點則維護一張下一跳路由表，在預定期限內沒有被使用或者激活，則使這些節點能夠被確認為無效路由。

（2） DSR（Dynamic Source Routing）協議

動態源路由協議（DSR）采用了源路由方式來取代多跳分組路由形式，每一個數據包都會攜帶通往目的節點路徑上，中間各個節點的信息。中間節點不用維護路由信息，也不需要發送任何周期性的消息。

3無線自組織網絡基于NS-2網絡模擬仿真

在前面，具體分析了表驅動路由協議和按需路由協議的幾種典型路由協議各自的特點，要在NS-2仿真軟件中模擬這些路由協議。

虛擬環境為1000mX1000m的范圍內隨即設置50個節點進行模擬，分別從無線自組織網絡的節點移動速度變化時和節點密度變化時對幾種典型路由協議進行仿真性能測試。

3.1節點移動速度變化仿真測試

從圖1可以看到， DSDV協議的延時在節點移動速度低于10m/s的時候，表現很好。而AODV協議則表現相對差一些，而DSR協議則表現是最差的。

3.2節點密度變化仿真

隨機選取20個節點，在平面空間中，每個節點分別設置間隔20m、40m、60m、80m、100m。并設置節點的平均移動速度為2米每秒。

從圖2中看到，DSDV路由協議的端到端延時表現非常好，而AODV和DSR路由協議相比較就要差。

4結束語

通過NS-2網絡仿真軟件構建了農業自組織網絡仿真平臺，對AODV協議、DSR協議以及DSDV協議在不同條件下的性能表現分別進行了比較，通過端到端時延等參數對其性能表現進行了評估。綜合網絡仿真的結果以及農田信息傳輸的要求，表明表驅動式路由協議DSDV更為穩定，更適用于農田信息的無線傳輸。

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