【導(dǎo)讀】ZigBee技術(shù)是一種低功耗、低成本、低速率的無線通信技術(shù)。目前在工業(yè)領(lǐng)域、醫(yī)學(xué)領(lǐng)。域、軍事領(lǐng)域、智能家居、道路監(jiān)測、家庭自動化等方面有著良好的應(yīng)用前景。常用的路由算法有Cluster-Tree算法、AODVjr算法和Cluster-Tree&AODVjr算法。是AODV算法的簡化版本。了對AODV路由算法的設(shè)計。護(hù)、節(jié)點(diǎn)收發(fā)數(shù)據(jù)、節(jié)點(diǎn)移動、顯示及時鐘模塊。重點(diǎn)分析介紹了AODV路由發(fā)現(xiàn)及維護(hù)模。該方案通過增加反向的RREQ分組和備用路。由表來降低網(wǎng)絡(luò)阻塞的概率和數(shù)據(jù)丟失率。通過測試，在該平臺上，可以。實現(xiàn)AODV路由的發(fā)現(xiàn)、建立、維護(hù)、收發(fā)數(shù)據(jù)等功能。

　　

【正文】 brOutp, prioF)來完成。 其中的參數(shù) nbrInp,表示輸入通道的數(shù)目， nbrOutp,表示輸出通道的數(shù)目， prioF 表示該模塊的優(yōu)先級。再通過調(diào)用自帶函數(shù) ttCreateMailbox(mailboxname, maxsize)來創(chuàng)建任務(wù)之間通信 的發(fā)信信箱 AODVSendBox 和收信信箱 AODVRcvBox。 ⑵ 、 創(chuàng)建發(fā)送 和接收 任務(wù) 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) dataAODVsnd 用來在 源 節(jié)點(diǎn)需要發(fā)送數(shù)據(jù)時，發(fā)起路由發(fā)現(xiàn)過程 。包含源節(jié)點(diǎn)標(biāo)識、 RREQ 標(biāo)識、信息緩存區(qū)、信息緩存區(qū)矩陣的創(chuàng)建、緩存區(qū)為空的標(biāo)識等。調(diào)用自帶函數(shù) ttCreateTask(name, deadline, priority, codeF, data)創(chuàng)建發(fā)送任務(wù) AODVSendTask。參數(shù)依次代表創(chuàng)建的任務(wù)名，任務(wù)到期的相對時間， 任務(wù)優(yōu)先級，任務(wù)執(zhí)行函數(shù)名，任務(wù)的本地內(nèi)存。此處用到 的任務(wù)本地內(nèi)存即 dataAODVsnd。 該過程創(chuàng)建了接收任務(wù) AODVRcvTask 的過程和發(fā)送任務(wù)的創(chuàng)建過程一樣。 ⑶、 HELLO 報文初始化 AODV中來在路由使用過程中周期性的發(fā)送 HELLO報文來維護(hù)路由鏈路重慶郵電大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計（論文） 21 狀態(tài)信息。涉及到 hello 報文的初始化及周期設(shè)定、周期性任務(wù)的創(chuàng)建。創(chuàng)建周期性任務(wù)調(diào)用的是 ttCreatePeriodicTask(name, offset, period, priority, codeF, data)。參數(shù)依次代表創(chuàng)建的任務(wù)名、釋放周期性任務(wù)第一次工作的時間、周期、 優(yōu)先級、執(zhí)行函數(shù)名稱、該任務(wù)的本地內(nèi)存。 ⑷、 時間處理函數(shù)的創(chuàng)建 包括中斷處理任務(wù) timer_handler 和時間任務(wù) TimerTask 的創(chuàng)建。 其中的時間處理任務(wù)主要用來完成對路由路徑到期時間的處理。調(diào)用ttCreateInterruptHandler(name, priority, codeF, data)來創(chuàng)建 timer_handler任務(wù)， ttCreateTask(name, deadline, priority, codeF, data) 來創(chuàng)建TimerTask 任務(wù)。 其中的 timer_handler 任務(wù)將在響應(yīng)中斷的時候被執(zhí)行。中斷可以由計時器、 網(wǎng)絡(luò)的接收通道、外部中斷通道或者溢出處理程序觸發(fā)。每一個處理任務(wù)只能和一個中斷源相連。 ⑸、 節(jié)點(diǎn)初始化 本次設(shè)計中涉及到節(jié)點(diǎn)發(fā)送和接收數(shù)據(jù)、節(jié)點(diǎn)移動任務(wù)。其中發(fā)送數(shù)據(jù)的任務(wù) SendTask 和 節(jié) 點(diǎn)移 動 的任 務(wù) MoveTask 都是 周 期性 任務(wù) ， 由ttCreatePeriodicTask(name, offset, period, priority, codeF, data) 來創(chuàng)建。接收任務(wù) RcvTask 是當(dāng)有數(shù)據(jù)要接收時才進(jìn)行，所 以不是周期性的，故由ttCreateTask(name, deadline, priority, codeF, data)來創(chuàng)建。 ⑹、 網(wǎng)絡(luò)初始化 本 設(shè) 計 中 所 用 的 網(wǎng) 絡(luò) 是 ZigBee 。 對 網(wǎng) 絡(luò) 的 初 始 化 首 先 通 過ttCreateInterruptHandler(name, priority, codeF, data)來創(chuàng)建 nw_handler 任務(wù)，對應(yīng)的執(zhí)行函數(shù)為 nwrcvcode。然后調(diào)用 ttInitNetwork(nodenumber, handlername)來對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行初始化。參數(shù) nodenumber 代表節(jié)點(diǎn)在網(wǎng)絡(luò)中的地址， handlername 當(dāng)信息到達(dá)網(wǎng)絡(luò)時應(yīng)當(dāng)被調(diào)用的中斷處理程序名稱。在信息發(fā)送 或者接受 之前必須是用該命令對 網(wǎng)絡(luò)的接口進(jìn)行初始化，否則將不能正常進(jìn)行。 變量初始化 initsm 主要對本次設(shè)計中涉及到的全局變量進(jìn)行初始化， 包括網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)的數(shù)目、路由表、 AODV 的序列號、 AODV 參數(shù)、節(jié)點(diǎn)初始位置 等。 二 、路由 發(fā)現(xiàn) 及維護(hù) 重慶郵電大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計（論文） 22 AODV 是按需路由，故只有當(dāng)有數(shù)據(jù)發(fā)送請求的時候才去查找或者建立路由。 這個過程中涉及到的函數(shù)包括 AODV 數(shù)據(jù)發(fā)送和接收控制程序、查詢路由表程序、建 立路徑、獲取下一跳地址等。 涉及到的函數(shù)模塊如圖 所示： 路 由 發(fā) 現(xiàn) 及 維 護(hù) 發(fā) 起 路由 發(fā) 現(xiàn)過 程 處 理 相關(guān) 報 文 查 詢 路由 表 獲 取 路徑 周 期 性發(fā) 送h e l l o 報文 監(jiān) 測鏈 路 連通 性 獲 取 下一 跳 地址 判 斷 收到R R E Q報 文 的次 數(shù) 圖 路由發(fā)現(xiàn)及維護(hù)過程中涉及到的函數(shù)功能 當(dāng)路由路徑建立好之后，需要進(jìn)行周期性的維護(hù)及更新。 當(dāng)有節(jié)點(diǎn)通過 ZigBee 網(wǎng)絡(luò)向另一個節(jié)點(diǎn)發(fā)送信息時， AODV 發(fā)送任務(wù)被激活。 當(dāng) 源 節(jié)點(diǎn) 需要和目的節(jié)點(diǎn) 通信時， 首先查詢自己的路由表，如果已經(jīng)存在了可用的路由路徑，則不會有任何的尋找路由的操作。如果路由表中沒有可用路由路徑，則源節(jié)點(diǎn)會通過向鄰居節(jié)點(diǎn)廣播 RREQs 分組來發(fā)起路由發(fā)現(xiàn)的過程。 中間節(jié) 點(diǎn)可能會從不同的鄰居收到同一個廣播的 RREQs 分組，此時，中間節(jié)點(diǎn) 會對收到的分組進(jìn)行判斷：如果節(jié)點(diǎn)已經(jīng)收到了相同廣播標(biāo)識和源節(jié)點(diǎn)地址的 RREQs 時，它就會丟掉這個分組。如果節(jié)點(diǎn)以前并沒有收到這樣的RREQs 分組，它就會保存一些信息用于建立反向路徑，然后再把這個 RREQs分組廣播出去。 RREQs 分組最終將到達(dá)一個節(jié)點(diǎn)，該節(jié)點(diǎn) 要么 就是目的節(jié)點(diǎn)，要么就是這個 節(jié)點(diǎn)有到達(dá)目的節(jié)的路由 路徑 。如果 該 中間節(jié)點(diǎn)有到達(dá)目的 節(jié)點(diǎn)的最新路由， 并且 這個 RREQs 還沒有被處理過， 該 節(jié)點(diǎn)將會沿著 RREQs 接收的方向 建立反向路由 ， 返 回 RREPs 分組，否則中間節(jié)點(diǎn) 將 重新廣播 RREQs到其鄰居節(jié)點(diǎn)。源節(jié)點(diǎn) 接收到第一個 RREPs 分組后，就開始向目的節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)分組，并通過 周期性地發(fā)送 Hello 分組來 查詢 鄰居節(jié)點(diǎn)之間 是否連通 。 如果 發(fā)現(xiàn)有鏈路斷開， 斷開節(jié)點(diǎn)的上游節(jié)點(diǎn) 就發(fā)出 RERRs 消息通知其他上游節(jié)點(diǎn)。 除了源節(jié)點(diǎn)和目的節(jié)點(diǎn)之外 的每個節(jié)點(diǎn)都可以具有 AODV 發(fā)送和接收任務(wù)。 重慶郵電大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計（論文） 23 圖 為路由發(fā)現(xiàn)過程被激活 ，建立到目的節(jié)點(diǎn)路由并發(fā)送數(shù)據(jù)的總流程圖。 新 路 由 已 建 立 ?存 在 路 由 路 徑 ？傳 送 數(shù) 據(jù) 到 路徑 上 的 下 一 跳節(jié) 點(diǎn)更 新 路 由 路 徑的 失 效 時 間通 過 廣 播 R R E Q需 找 建 立 路 徑把 數(shù) 據(jù) 寫 入 緩沖 區(qū) 等 待 路 徑建 立傳 送 數(shù) 據(jù) 到 路徑 上 的 下 一 跳節(jié) 點(diǎn)發(fā) 送 數(shù) 據(jù) ？結(jié) 束NYYNYN網(wǎng) 絡(luò) 中 節(jié) 點(diǎn) 請求 發(fā) 送 數(shù) 據(jù)A O D V 發(fā) 送 任務(wù) 被 激 活 圖 AODV路由發(fā)現(xiàn)及數(shù)據(jù)發(fā)送 過程 下面針對上述過程中涉及到的子模塊進(jìn)行詳細(xì)的分析。 發(fā)起路由發(fā)現(xiàn) 過程 該功能的實現(xiàn) 是當(dāng)發(fā)送數(shù)據(jù)任務(wù) AODVSendTask 被激活時， 對應(yīng)的函數(shù)AODVsendcode（ seg， data） 被調(diào)用。參數(shù) seg 用來作為程序中 switch 語句判斷。如果是 1，則直接從發(fā)送數(shù)據(jù)存儲器即 AODVSendBox 中讀取要發(fā)送的數(shù)重慶郵電大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計（論文） 24 據(jù)；如果是 2，則從緩存中讀取數(shù)據(jù)進(jìn)行處理；如果是 3，則 跳過正常的執(zhí)行順序轉(zhuǎn)而執(zhí)行下一個程序。 程序執(zhí)行流程圖如 圖 所示 。圖 、 、是子程序執(zhí)行流程圖。 A O D V S e n d B o x中 讀 取 要 發(fā) 送數(shù) 據(jù)從 緩 存 中 發(fā) 送數(shù) 據(jù)其 他跳 過 正 常 執(zhí) 行順 序 ， 執(zhí) 行 下一 段 程 序從 調(diào) 用 函 數(shù) 時給 出 的 參 數(shù) 判斷 圖 AODVsendcode 主 流程圖 重慶郵電大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計（論文） 25 A O D V S e n d B o x中 讀 取 要 發(fā) 送數(shù) 據(jù)讀 取 數(shù) 據(jù) 和 當(dāng)前 時 間數(shù) 據(jù) 中 含 有 待發(fā) 送 數(shù) 據(jù)Y檢 查 路 由 表 是否 有 可 用 路 徑N給 廣 播 地 址 及序 列 號 加 1創(chuàng) 建 R R E Q s 分組待 發(fā) 送 數(shù) 據(jù) 存入 發(fā) 送 緩 存 中把 數(shù) 據(jù) 發(fā) 送 到路 徑 的 第 一 個節(jié) 點(diǎn) 上更 新 路 徑 到 期時 間Y標(biāo) 志 數(shù) 據(jù) 在 緩存 中 ， 提 示 清空 緩 存更 新 目 的 節(jié) 點(diǎn)路 徑 到 期 時 間更 新 到 目 的 節(jié)點(diǎn) 的 路 由N 圖 發(fā)送新產(chǎn)生的數(shù)據(jù) 重慶郵電大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計（論文） 26 從 緩 存 中 發(fā) 送數(shù) 據(jù)是 否 清 空 緩 存重 新 獲 取 路 由路 徑發(fā) 送 數(shù) 據(jù) 到 路徑 的 下 一 跳 節(jié)點(diǎn) 上獲 取 緩 存 中 的下 一 個 數(shù) 據(jù)標(biāo) 志 緩 存 中 數(shù)據(jù) 已 讀 完緩 存 中 數(shù) 據(jù) 是 否讀 完YNY直 接 發(fā) 送 數(shù) 據(jù)N 圖 發(fā)送緩存中的數(shù)據(jù) AODV 相關(guān)報文處理 當(dāng)路由發(fā)現(xiàn)過程被發(fā)起時，各個節(jié)點(diǎn)收到 RREQs 分組、 RREPs 分組及RERRs 分組時，需要針對收到的不同的報文及同一報文的不同收到時間進(jìn)行處理。這些任務(wù)由 AODVrcvcode（）函數(shù)來執(zhí)行。其 流程圖如圖 所示： 重慶郵電大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計（論文） 27 從 分 組 的 公 共 （ c m n ） 分 組 頭 中知 道 分 組 的 類 型處 理 數(shù) 據(jù) 分 組從 分 組 的 A O D V 分 組 頭中 知 道 協(xié) 議 分 組 的 類 型處 理 路 由 請 求 分組 R R E Q處 理 路 由 應(yīng) 答 分組 R R E P處 理 路 有 錯 誤 分組 R E R R處 理 H e l l o 分 組H E L L OA O D V 協(xié) 議 分 組P T A O D VA O D V 數(shù) 據(jù) 分 組路 由 請 求 分 組路 由 應(yīng) 答 分 組路 有 錯 誤 分 組H e l l o 分 組 圖 AODVrcvcode主 流程圖 圖 對 RREQ 報文的處理過程進(jìn)行了詳細(xì)的分析。圖 是節(jié)點(diǎn) 對RREQ 報文的詳細(xì)處理流程圖。 重慶郵電大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計（論文） 28 處 理 路 由 請 求 分 組該 分 組 是 否 由 自 己 產(chǎn) 生是 否 已 經(jīng) 收 到 過 該 分 組將 收 到 的 廣 播 分 組 存入 B r o a d c a s t I D C a c h e 中是 否 存 在 反 向 路 由 項原 來 的 反 向 路 由 項 是否 需 要 更 新更 新 反 向 路 由項N Y回 收 分 組N Y回 收 分 組Y Y將 數(shù) 據(jù) 分 組 轉(zhuǎn)發(fā)轉(zhuǎn) 發(fā) 或 處 理 路由 請 求 分 組YY NN 建 立 反 向路 由 項有 發(fā) 往 反 向 路 由 目 的 節(jié) 點(diǎn) 的數(shù) 據(jù) 分 組 ， 且 路 由 有 效 圖 RREQ 分組處理流程圖 重慶郵電大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計（論文） 29 轉(zhuǎn) 發(fā) 或 處 理 路 由 請 求 分 組節(jié) 點(diǎn) 本 身 是 否 是 路 由 請 求分 組 的 目 的 地 址節(jié) 點(diǎn) 是 否 有 到 達(dá) 目 的 節(jié) 點(diǎn)的 足 夠 新 的 路 由向 源 節(jié) 點(diǎn) 發(fā) 送 路 由 應(yīng)答 分 組 ， 并 且 回 收 路由 請 求 分 組繼 續(xù) 轉(zhuǎn) 發(fā) 路 由 請 求分 組向 源 節(jié) 點(diǎn) 發(fā) 送 路 由 應(yīng)答 分 組更 新 正 向 路 由 項 和 反向 路 由 項 的 前 驅(qū) 列 表向 目 的 節(jié) 點(diǎn) 發(fā) 送 路 由應(yīng) 答 分 組 ， 并 且 回 收路 由 請 求 分 組NYNY 圖 處理 RREQ分組 圖 描述了節(jié)點(diǎn)在收到 RREP 回復(fù)報文時的處理流程。 圖 是節(jié)點(diǎn)收到 RREP 分組之后轉(zhuǎn)發(fā) 或者處理的詳細(xì) 的流 程圖。 重慶郵電大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計（論文） 30 處 理 路 由 應(yīng) 答 分 組查 找 是 否 存 在 正 向 路 由 項原 來 的 正 向 路 由 項 是 否 需要 更 新新 建 正 向 路 由項更 新 正 向 路 由項節(jié) 點(diǎn) 本 身 是 否 是 路 由 應(yīng) 答分 組 的 目 的 節(jié) 點(diǎn)計 算 路 由 延 遲節(jié) 點(diǎn) 本 身 有 發(fā) 往 正 向 路 由目 的 節(jié) 點(diǎn) 的 數(shù) 據(jù) 分 組 , 且 路由 是 否 有 效將 數(shù) 據(jù) 分 組 轉(zhuǎn)發(fā)轉(zhuǎn) 發(fā) 或 處 理 路由 應(yīng) 答 分 組NY