陳子奇李 娜趙彩虹

（南京師范大學(xué)電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院，南京 210042）

基于Zigbee的無(wú)線集抄系統(tǒng)中的AODV路由算法優(yōu)化

陳子奇1李 娜2趙彩虹3

（南京師范大學(xué)電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院，南京 210042）

給出一個(gè)基于智能電表的無(wú)線抄表系統(tǒng)組網(wǎng)方案，研究了Zigbee無(wú)線抄表系統(tǒng)中的傳輸機(jī)制，對(duì)路由算法進(jìn)行優(yōu)化。提出了AODVln算法定義新的路由判決方式，充分考慮了鏈路優(yōu)化，降低了路由成本，并可以避免大量數(shù)據(jù)包的丟失和傳輸延遲的急劇增加。經(jīng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，系統(tǒng)的功能、穩(wěn)定性、丟包率及系統(tǒng)響應(yīng)速度等均滿足預(yù)期。

無(wú)線抄表；Zigbee網(wǎng)絡(luò)；路由優(yōu)化

在電力系統(tǒng)應(yīng)用中，由于Zigbee系統(tǒng)省電、成本低、網(wǎng)絡(luò)容量大、時(shí)延短、安全可靠、工作頻率靈活等優(yōu)點(diǎn)，可以滿足無(wú)線抄表應(yīng)用要求，可以對(duì)變電站內(nèi)工作人員，或者安全用具進(jìn)行定位，可以監(jiān)控電廠溫度，電能質(zhì)量等重要指標(biāo)以及生產(chǎn)環(huán)節(jié)的監(jiān)控。文獻(xiàn)［1-3］主要從組網(wǎng)及Zigbee網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)開(kāi)發(fā)的角度對(duì)于全網(wǎng)全功能的抄表系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，但是在網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的實(shí)用性、網(wǎng)絡(luò)的自恢復(fù)能力以及系統(tǒng)能耗方面沒(méi)有詳細(xì)研究。文獻(xiàn)［5-7］把研究的中心放在網(wǎng)絡(luò)傳輸上，對(duì)于節(jié)點(diǎn)的調(diào)度、鏈路的選擇做了詳細(xì)說(shuō)明，文獻(xiàn)［8-9］則從算法優(yōu)化的角度出發(fā)來(lái)解決基于Zigbee無(wú)線技術(shù)進(jìn)行無(wú)線抄表中出現(xiàn)的問(wèn)題，本文即針對(duì)現(xiàn)有的中繼路由算法的不足，提出了一種改進(jìn)的 AODVin算法，通過(guò)對(duì)鏈路進(jìn)行優(yōu)化從而降低路由成本，并提升通信質(zhì)量，為基于Zigbee的集中抄表系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)組網(wǎng)和通信可靠性提供了一種有效的方法。

1　基于Zigbee的無(wú)線抄表系統(tǒng)模型

抄表系統(tǒng)的框圖如圖1所示。

圖1　基于Zigbee的無(wú)線抄表系統(tǒng)框圖

結(jié)構(gòu)有三個(gè)層次，依次為數(shù)據(jù)采集層，數(shù)據(jù)集中層和數(shù)據(jù)分析層。數(shù)據(jù)傳送的過(guò)程基于Zigbee網(wǎng)絡(luò)，遵循IEEE 802.15.4協(xié)議［4］。

2　Zigbee組網(wǎng)及路由策略

Zigbee網(wǎng)絡(luò)有三種結(jié)構(gòu)：星型、網(wǎng)狀和簇型。由于電能表的安裝位置是戶內(nèi)，這樣的分布位置非常復(fù)雜，故而選擇網(wǎng)狀型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，應(yīng)用中，本文的路由算法配合網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)自組織，自愈能力強(qiáng)的無(wú)線集抄系統(tǒng)。

2.1網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)

網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中的網(wǎng)狀形，能實(shí)現(xiàn)P2P通信?；诓杉c(diǎn)分布復(fù)雜的特點(diǎn)，簇型拓?fù)湓趥鬏敂?shù)據(jù)的發(fā)生堵塞的機(jī)會(huì)比較多，同時(shí)有些采集點(diǎn)可能臨時(shí)出現(xiàn)障礙物的阻擋，使得通信不暢通，那么采集無(wú)法完成，所以使用更靈活的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)需要終端節(jié)點(diǎn)具有更多的功能，以及更多的路由算法選擇時(shí)間，在構(gòu)建網(wǎng)狀模型的基礎(chǔ)上，亦可建立節(jié)點(diǎn)調(diào)度分化策略。本文使用的智能電表具有更強(qiáng)大的功能，可以勝任終端節(jié)點(diǎn)的功能。同時(shí)，本文設(shè)計(jì)的路由算法針對(duì)集抄應(yīng)用，使用智能策略來(lái)完成高效路由功能。圖2所示為網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，不論是從網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)還是從路由方式來(lái)看，都可以認(rèn)為星形網(wǎng)絡(luò)和樹(shù)形網(wǎng)絡(luò)是網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)特殊子集，而本文的集抄系統(tǒng)恰好是利用網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的這個(gè)特點(diǎn)對(duì)應(yīng)用戶分布的復(fù)雜性。

圖2　網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架

本結(jié)構(gòu)具有如下特點(diǎn)：

（1）適用于不同分布的用戶情況。

（2）當(dāng)節(jié)點(diǎn)傳遞信號(hào)被阻擋（信號(hào)弱），可迅速重組網(wǎng)絡(luò)、自組織，自修復(fù)能力強(qiáng)。

（3）成本低，使用較少的全功能節(jié)點(diǎn)（FFD）。

（4）終端節(jié)點(diǎn)是具有采集、中繼功能的RFD。

2.2AODVln改進(jìn)路由算法

路由協(xié)議是Zigbee的網(wǎng)絡(luò)核心，是節(jié)點(diǎn)之間進(jìn)行通信而采用的協(xié)議，主要由路由算法實(shí)現(xiàn)。由于網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的復(fù)雜性，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淇蓜?dòng)態(tài)改變，路由算法既要滿足動(dòng)態(tài)路由的要求，同時(shí)也要簡(jiǎn)單高效并控制開(kāi)銷［9］。本文針對(duì)傳統(tǒng)的AODV路由算法加以改進(jìn)，使其適合于集抄系統(tǒng)。AODV算法在進(jìn)行路由選擇的時(shí)候存在一定的缺陷，AODV的路由選擇總是會(huì)尋找最短的路徑和最少的跳數(shù)來(lái)進(jìn)行傳遞，這種理論在有線的環(huán)境中可以迅速建立起一條比較好的路徑，但是當(dāng)處在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中時(shí)，這種基于最小跳數(shù)的尋徑路由算法就會(huì)存在網(wǎng)絡(luò)堵塞以及控制開(kāi)銷過(guò)大的問(wèn)題，這是因?yàn)槲覀兺ǔ６x的最短路徑算法的路由選擇是以源節(jié)點(diǎn)到目的節(jié)點(diǎn)的跳數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)的［10］，路徑又不一定是跳數(shù)最小的路徑，主要有以下幾點(diǎn)原因：

（1）跳數(shù)最少并一定路徑最優(yōu)，有可能是信號(hào)強(qiáng)度低引起的。

（2）跳數(shù)最少并不意味節(jié)點(diǎn)最空閑，容易堵塞，缺乏對(duì)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)繁忙程度的判斷和鏈路調(diào)整機(jī)制。

（3）當(dāng)源節(jié)點(diǎn)收到多條來(lái)自不同路徑的RREP時(shí)，通過(guò)比較消息中的節(jié)點(diǎn)序號(hào)來(lái)選擇路由，在序列號(hào)相同的情況下，根據(jù)跳數(shù)信息來(lái)確定路由，這樣會(huì)加劇網(wǎng)絡(luò)中負(fù)荷分布不均勻。

針對(duì)集抄系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)相對(duì)穩(wěn)定、數(shù)據(jù)可靠性能要求高、安全、高效、開(kāi)銷小的特點(diǎn)，改進(jìn)的路由算法是使用 AODVin算法去發(fā)現(xiàn)路由，這樣節(jié)點(diǎn)就可以不按照父子關(guān)系而直接發(fā)送信息到其通信范圍內(nèi)的其他具有路由功能的節(jié)點(diǎn)。結(jié)合路由開(kāi)銷實(shí)際定義一個(gè)節(jié)點(diǎn)開(kāi)銷函數(shù)，選擇一條節(jié)點(diǎn)電池開(kāi)銷之和最小的路徑作為最佳路由，運(yùn)用算法表示為：設(shè)節(jié)點(diǎn)ni的剩余能量為Ei，則節(jié)點(diǎn)ni的開(kāi)銷函數(shù)為

隨著節(jié)點(diǎn)能量的下降，節(jié)點(diǎn)的開(kāi)銷函數(shù)值將變大，假設(shè)從源節(jié)點(diǎn)到目的節(jié)點(diǎn)共有 j個(gè)節(jié)點(diǎn)，則路由總開(kāi)銷，即

由此很容易得到最小的開(kāi)銷路由滿足：

在這些不同的路徑中，上述的函數(shù)值越小，就表示節(jié)點(diǎn)對(duì)于參與數(shù)據(jù)分組的轉(zhuǎn)發(fā)會(huì)表示出較高的意愿程度。本文策略如圖 3所示，算法命名為AODVin，例如源節(jié)點(diǎn)l和目的節(jié)點(diǎn)5進(jìn)行通信，假如中間節(jié)點(diǎn)3有節(jié)點(diǎn)5的路由信息，那么AODV算法在處理路由信息時(shí)將會(huì)直接回復(fù) RREP，但是用改進(jìn)后的算法來(lái)處理時(shí)，因?yàn)楣?jié)點(diǎn)3并不是目的節(jié)點(diǎn)，所以不論節(jié)點(diǎn)3是不是包含節(jié)點(diǎn)5的路由信息，它都不會(huì)回復(fù) RREP，這樣一來(lái)，路由發(fā)現(xiàn)的過(guò)程就會(huì)大大簡(jiǎn)化，迭代的次數(shù)也會(huì)相應(yīng)的減少，從而實(shí)現(xiàn)控制開(kāi)銷的減小。

圖3　算法優(yōu)化前后路由發(fā)現(xiàn)的過(guò)程比較

2.3AODVln改進(jìn)算法的路由維護(hù)

在網(wǎng)絡(luò)的初始化過(guò)程中，找到的路由信息需要被保存，在抄表的時(shí)刻激活網(wǎng)絡(luò)，首先使用這個(gè)路由信息表，因?yàn)橐坏┚W(wǎng)絡(luò)布好，相對(duì)靜態(tài)的抄表系統(tǒng)沒(méi)必要經(jīng)常更新路由表，只有當(dāng)某些端點(diǎn)被阻攔，老的鏈路無(wú)法通信，這時(shí)候再更新路由表，事先把端點(diǎn)信息保存在臨近節(jié)點(diǎn)中，更新的時(shí)候，查詢初始的路由信息找到包含需要更新端點(diǎn)的路由表，然后更新此端點(diǎn)的路由信息，通過(guò)新的路由信息，建立鏈路，傳遞信息。

圖4　AODVln和AODV算法的路由維護(hù)比較

當(dāng)初始路由的時(shí)候，節(jié)點(diǎn)5無(wú)法發(fā)現(xiàn)，這時(shí)候利用節(jié)點(diǎn)4包含節(jié)點(diǎn)5的路由信息，從節(jié)點(diǎn)4恢復(fù)了節(jié)點(diǎn)5的鏈路。這個(gè)預(yù)存的路由信息是在初始化的時(shí)候建立的，每個(gè)端節(jié)點(diǎn)都把本節(jié)點(diǎn)信息存放在最近兩個(gè)節(jié)點(diǎn)上［10］。

圖5 RN+節(jié)點(diǎn)路由流程圖

圖6給出了改進(jìn)算法后的數(shù)據(jù)傳遞過(guò)程，由圖中信息可以定義由節(jié)點(diǎn)1至節(jié)點(diǎn)9、節(jié)點(diǎn)6向節(jié)點(diǎn)3兩組傳遞信息，路由發(fā)現(xiàn)的過(guò)程即如圖4所示，但是有所區(qū)別的是：即使中間節(jié)點(diǎn)存在到目的節(jié)點(diǎn)的路由，例如圖中的節(jié)點(diǎn)4，這個(gè)時(shí)候也不回復(fù)RREP，并且只會(huì)按照?qǐng)D6的過(guò)程來(lái)存儲(chǔ)各個(gè)節(jié)點(diǎn)間的鏈路開(kāi)銷，對(duì)于跳數(shù)信息路由表并不會(huì)存儲(chǔ)，之后即選擇成本最優(yōu)路徑來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳遞。當(dāng)節(jié)點(diǎn)4需要對(duì)兩組RREQ進(jìn)行處理時(shí)，很可能會(huì)出現(xiàn)過(guò)載的情況，一旦節(jié)點(diǎn)4過(guò)載，路徑2的路由成本就會(huì)大大增加，盡管此時(shí)路徑2的跳數(shù)與路徑1相比存在優(yōu)勢(shì)，但是由于路由成本的增加會(huì)導(dǎo)致沿著路徑1傳遞的信息會(huì)比路徑 2更快到達(dá)節(jié)點(diǎn) 9。由此可以發(fā)現(xiàn)：改進(jìn)以后的算法會(huì)在節(jié)點(diǎn)選擇路徑之前進(jìn)行鏈路開(kāi)銷的比較，從而在節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)過(guò)載的情況下可以尋求路徑的最優(yōu)解。在AODV算法中只是單純地考慮路由的最小跳數(shù)，而在改進(jìn)后的AODVln算法中，優(yōu)先考慮路由速度最快的路徑，巧妙地忽略路由的跳數(shù)，在相對(duì)靜態(tài)的端節(jié)點(diǎn)間多跳一次遠(yuǎn)比搜索路由信息的開(kāi)銷小。在跳數(shù)最少路徑上某些中間節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)嚴(yán)重過(guò)載的情況時(shí)，如果繼續(xù)選擇使用該路徑進(jìn)行路由，那么將選擇其他鏈路質(zhì)量較好的路徑，這樣就可以避免導(dǎo)致大量數(shù)據(jù)包的丟失和傳輸延遲的急劇增加。

圖6　AODVln算法的數(shù)據(jù)傳遞過(guò)圖

2.4AODVin改進(jìn)算法與當(dāng)前路由算法的比較

在Zigbee無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中，根據(jù)路由容量的有無(wú)可以將節(jié)點(diǎn)分成兩種類型；對(duì)于路由器和協(xié)調(diào)器來(lái)說(shuō)，它們由FFD全功能設(shè)備組成，是有路由容量的，而樹(shù)簇拓?fù)鋃igbee是沒(méi)有路由容量的，因?yàn)槠浣K端設(shè)備通常是RFD精簡(jiǎn)設(shè)備。在樹(shù)簇型拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)中，為了規(guī)避各自路由算法的局限性，通常會(huì)采用多種路由算法相結(jié)合的方法，一般來(lái)說(shuō)，對(duì)于節(jié)點(diǎn)靜止或移動(dòng)相對(duì)較小的場(chǎng)合，會(huì)采用Cluster-tree與AODV算法相結(jié)合的路由算法，在使用過(guò)程中會(huì)根據(jù)節(jié)能、應(yīng)用的方便性等因素來(lái)對(duì)路由算法進(jìn)行一些簡(jiǎn)化，但保留基本的原始功能。由此產(chǎn)生了路由的三種模式：禁止路由模式、使能路由模式和強(qiáng)制路由模式，模式定義的具體根據(jù)在于路由尋徑的方式和采用的路由算法。本文中的 AODVin算法會(huì)綜合考慮節(jié)點(diǎn)的深度、能量和負(fù)載情況，對(duì)尋徑方式和負(fù)載均衡進(jìn)行優(yōu)化，在路由中斷后會(huì)自動(dòng)尋找次優(yōu)路徑，并建立帶有優(yōu)先級(jí)的多條備份路由，這樣就能有效的減小網(wǎng)絡(luò)能耗，平衡網(wǎng)絡(luò)負(fù)載，提高路由傳送路徑的鏈路質(zhì)量。

3　實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

本文組建簡(jiǎn)單的網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)，由三個(gè)傳感器板和一個(gè)控制板組成，控制板人為的設(shè)定作為協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)，其他三個(gè)板子作為子節(jié)點(diǎn)。利用板子上的溫度傳感器來(lái)模擬采集到的電量數(shù)據(jù)，傳遞到控制板，然后通過(guò)串口等效有線網(wǎng)絡(luò)顯示在電腦上等效為數(shù)據(jù)中心。

實(shí)現(xiàn)了四個(gè)節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，由區(qū)域集中器接收到來(lái)自各用戶的智能電表傳送的數(shù)據(jù)后，經(jīng)過(guò)多跳的方式，最終傳送到中心集中器。將完成中心集中器功能的節(jié)點(diǎn)A與一臺(tái)PC的串口相連，使用串口調(diào)試助手，觀察數(shù)據(jù)傳送的結(jié)果。同時(shí)也觀察區(qū)域集中器功能節(jié)點(diǎn)B和數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)C的數(shù)據(jù)來(lái)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)傳送結(jié)果。為實(shí)現(xiàn)大規(guī)模Zigbee組網(wǎng)打下基礎(chǔ)。

1）網(wǎng)絡(luò)測(cè)試，主要針對(duì)包括路由測(cè)試，節(jié)點(diǎn)加入、重新組網(wǎng)及使用中網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的變化測(cè)試。

實(shí)驗(yàn)證明：中心集中器可以順利的完成新網(wǎng)絡(luò)的建立，區(qū)域集中器也可以順利加入網(wǎng)絡(luò)并進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳遞，同時(shí)可以保持很高的精度，端節(jié)點(diǎn)C也能采用多跳的方式來(lái)完成區(qū)域集中器和中心集中器之間的數(shù)據(jù)傳遞。

圖7　A、B、C三種類型節(jié)點(diǎn)成功組網(wǎng)并進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送

圖8　A正常、B沒(méi)電、C被阻擋后網(wǎng)絡(luò)重組的數(shù)據(jù)傳送結(jié)果

圖9　調(diào)試器及Zigbee模塊

圖10　模塊間通信后的調(diào)試截圖

2）算法收斂性分析，對(duì)一個(gè)矩形區(qū)域內(nèi)隨機(jī)分布50個(gè)節(jié)點(diǎn)，分別用兩種算法進(jìn)行仿真，可以發(fā)現(xiàn)：兩種算法經(jīng)過(guò)一定的次數(shù)迭代后均收斂到最優(yōu)路徑，但是AODV算法（對(duì)應(yīng)圖中ACA）經(jīng)過(guò)23次迭代后收斂到最優(yōu)路徑，而改進(jìn)后的 AODVin算法對(duì)應(yīng)圖中（I-A）經(jīng)過(guò) 16次迭代即可，而且避開(kāi)了嚴(yán)重過(guò)載的中間節(jié)點(diǎn)，效率非常高。

3）通信質(zhì)量測(cè)試，主要包括傳輸距離，丟包、誤碼率測(cè)試和網(wǎng)絡(luò)自愈能力的測(cè)試。

圖 13給出通信質(zhì)量測(cè)試圖，實(shí)驗(yàn)采用 cc2530開(kāi)發(fā)套件，芯片小功率模塊室外傳輸距離為100m，大功率模塊為 1km。首先對(duì)傳輸距離及通信速率進(jìn)行測(cè)試（通信速率使用Transmit App進(jìn)行測(cè)試）。

圖11　AODVin尋優(yōu)結(jié)果

圖12　AODVin仿真結(jié)果

圖13　實(shí)驗(yàn)截圖

對(duì)于傳輸距離經(jīng)測(cè)試發(fā)現(xiàn)穿墻距離均值為35cm，穿墻后傳輸距離均值為42m，而空曠傳輸距離均值為 85m，因?yàn)榇嬖诟蓴_，所以實(shí)測(cè)均低于理論值。在保證外部條件相同的情況下對(duì)于兩種不同算法通信速率測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表 1和表 2（測(cè)試均為協(xié)調(diào)器向由器發(fā)送）。

表1　改進(jìn)前通信速率

表2　改進(jìn)后通信速率

上表結(jié)果表明：使用改進(jìn) AODVin改進(jìn)算法能夠有效的改善通信質(zhì)量，提升通信速率。之后對(duì)丟包率進(jìn)行測(cè)試，使用ATKKPING進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)丟包率測(cè)試，對(duì) 1000字節(jié)進(jìn)行發(fā)送，發(fā)送頻率為 1ms/次，分別對(duì)改進(jìn)前后的接收字節(jié)數(shù)進(jìn)行測(cè)量，測(cè)試結(jié)果如下所示。

表3　改進(jìn)前丟包率

表4　改進(jìn)后丟包率

之后對(duì)誤碼率進(jìn)行測(cè)試，采用相鄰的四信道干預(yù)，對(duì)于每個(gè)實(shí)驗(yàn)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行1000組通信，得到通信誤碼率均可以保持在萬(wàn)分之二以下，所以即使信號(hào)強(qiáng)度不高，數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性仍然可以得到保障。

成熟的抄表系統(tǒng)要有著良好的自愈能力來(lái)進(jìn)行保障，所以要對(duì)網(wǎng)絡(luò)的自愈能力進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試方法如下：

在保證其他條件基本不變的情況下動(dòng)態(tài)移動(dòng)一個(gè)節(jié)點(diǎn)到網(wǎng)絡(luò)傳輸范圍以外（實(shí)際系統(tǒng)中對(duì)應(yīng)節(jié)點(diǎn)被阻攔），節(jié)點(diǎn)與網(wǎng)絡(luò)斷開(kāi)，再移動(dòng)到網(wǎng)絡(luò)傳輸范圍以內(nèi)，可以看到節(jié)點(diǎn)又成功加入網(wǎng)絡(luò)。經(jīng)過(guò)多次反復(fù)試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)始終可以在移動(dòng)到傳輸范圍內(nèi)就加入網(wǎng)絡(luò)，所以可以證明節(jié)點(diǎn)能夠動(dòng)態(tài)加入網(wǎng)絡(luò)，具有良好的路由發(fā)現(xiàn)功能。

4　結(jié)論

針對(duì)現(xiàn)有抄表系統(tǒng)存在的問(wèn)題，并結(jié)合國(guó)內(nèi)外抄表系統(tǒng)的調(diào)研結(jié)果及工程需要，創(chuàng)新地對(duì)基于Zigbee的集中抄表中的路由算法進(jìn)行優(yōu)化，并具體實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)傳輸部分的所有功能。經(jīng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了方案設(shè)計(jì)的可行性?；谝豢钚碌闹悄茈姳硇酒哂械臒o(wú)線網(wǎng)絡(luò)功能，設(shè)計(jì)了集抄系統(tǒng)的整體框架和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，給出針對(duì)這一類智能芯片的組網(wǎng)方案和AODVin改進(jìn)路由算法，實(shí)現(xiàn)了基于 Zigbee網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行無(wú)線抄表的功能。結(jié)果表明系統(tǒng)的各項(xiàng)功能都達(dá)到了預(yù)期的要求，穩(wěn)定性、丟包率、系統(tǒng)響應(yīng)速度等都能滿足實(shí)際的需求。本系統(tǒng)還具有良好的可移植性和擴(kuò)展性，可以很方便的進(jìn)行功能擴(kuò)充。

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Optimization Algorithmin the Zigbee Wireless Set Copy System

Chen Ziqi1Li Na2Zhao Caihong3
（School of Electrical and Automation Engineering， Nanjing Normal University， Nanjing 210042）

Based on smart meter network scheme， a wireless meter reading system is proposed. Transmission mechanism and routing algorithm have been researched in the Zigbee wireless meter reading system. AODVin algorithm is proposed to define new routing ruling way. The link optimization，reduces the routing cost， and can avoid the loss of a large number of data packets and the rapid increase of transmission delay were all taken into consideration. By experimental verification， the function of the system， stability， packet loss rate and the system response speed can achieve the expectations.

wireless meter reading；Zigbee network；routing optimization

陳子奇（1992-），男，現(xiàn)為南京師范大學(xué)電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院研究生，主要研究方向?yàn)殡娏υO(shè)備故障診斷及在線監(jiān)測(cè)。