分層多跳MESH-LEACH協(xié)議的設(shè)計(jì)與移植的中期報(bào)告1.研究背景隨著物聯(lián)網(wǎng)和智能家居的快速發(fā)展，越來越多的設(shè)備需要互相通信和協(xié)作。Mesh網(wǎng)絡(luò)因其可靠性高、覆蓋面廣等優(yōu)點(diǎn)成為了物聯(lián)網(wǎng)中最為重要也是最廣泛應(yīng)用的通信技術(shù)之一。層疊Mesh網(wǎng)絡(luò)作為一種更加強(qiáng)大、可擴(kuò)展、靈活的Mesh網(wǎng)絡(luò)，被廣泛應(yīng)用于智能家居、工業(yè)自動(dòng)化等領(lǐng)域。LEACH（LowEnergyAdaptiveClusteringHierarchy）是一種低能耗的分簇協(xié)議，通過將無線傳感器網(wǎng)絡(luò)分為若干個(gè)簇，使得簇頭對(duì)傳感器節(jié)點(diǎn)進(jìn)行協(xié)調(diào)、數(shù)據(jù)傳輸?shù)炔僮?，從而?shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的能耗優(yōu)化、延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)壽命等目的。分層多跳MESH-LEACH協(xié)議是將LEACH協(xié)議引入到多跳Mesh網(wǎng)絡(luò)中，實(shí)現(xiàn)對(duì)分層多跳Mesh網(wǎng)絡(luò)的管理和優(yōu)化。2.研究目標(biāo)本研究的目標(biāo)是設(shè)計(jì)并移植分層多跳MESH-LEACH協(xié)議到嵌入式系統(tǒng)中，提高多跳Mesh網(wǎng)絡(luò)的能耗效率、延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)壽命、提高網(wǎng)絡(luò)傳輸可靠性和覆蓋率。具體目標(biāo)包括：1）設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)分層多跳Mesh網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)原型；2）實(shí)現(xiàn)分層多跳MESH-LEACH協(xié)議算法，并在原型節(jié)點(diǎn)上進(jìn)行驗(yàn)證；3）評(píng)估分層多跳Mesh網(wǎng)絡(luò)的能耗、延時(shí)、可靠性和覆蓋率等指標(biāo)；4）完成論文撰寫和PPT匯報(bào)。3.研究?jī)?nèi)容（1）節(jié)點(diǎn)硬件設(shè)計(jì)本研究使用AtmelSAM3X8ECortex-M3嵌入式微處理器作為節(jié)點(diǎn)的控制芯片，通過串口連接ESP8266Wi-Fi模塊，實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)之間的通信功能。節(jié)點(diǎn)中還包括電源管理、傳感器接口、信號(hào)采樣等模塊。（2）協(xié)議算法設(shè)計(jì)分層多跳MESH-LEACH協(xié)議將LEACH協(xié)議引入到多跳Mesh網(wǎng)絡(luò)中，實(shí)現(xiàn)對(duì)多跳Mesh網(wǎng)絡(luò)的管理和優(yōu)化。具體實(shí)現(xiàn)包括節(jié)點(diǎn)分簇、簇頭選舉、數(shù)據(jù)傳輸?shù)裙δ?。通過設(shè)計(jì)協(xié)議算法，優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)能耗和延時(shí)，提高網(wǎng)絡(luò)傳輸可靠性和覆蓋率。（3）原型節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)本研究設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了十五個(gè)嵌入式原型節(jié)點(diǎn)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)包括硬件電路、固件程序和節(jié)點(diǎn)標(biāo)識(shí)等。（4）實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證分層多跳Mesh網(wǎng)絡(luò)的能耗、延時(shí)、可靠性和覆蓋率等指標(biāo)。搭建網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，進(jìn)行各項(xiàng)測(cè)試，并對(duì)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行分析和總結(jié)。（5）論文撰寫和PPT匯報(bào)完成論文撰寫和PPT匯報(bào)，對(duì)研究結(jié)果進(jìn)行總結(jié)闡述。4.進(jìn)展情況目前，本研究已經(jīng)完成節(jié)點(diǎn)硬件設(shè)計(jì)和協(xié)議算法設(shè)計(jì)，完成了十五個(gè)原型節(jié)點(diǎn)的制作和程序編寫，并進(jìn)行了初步的測(cè)試。測(cè)試結(jié)果表明，分層多跳Mesh網(wǎng)絡(luò)能夠有效優(yōu)化能耗和延時(shí)，提高網(wǎng)絡(luò)傳輸可靠性和覆蓋率。接下來，需要對(duì)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析，優(yōu)化協(xié)議算法，提高節(jié)點(diǎn)性能。5.結(jié)論本研究的目標(biāo)是設(shè)計(jì)并移植分層多跳MESH-LEACH協(xié)議到嵌入式系統(tǒng)中，提高其能耗效率、延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)壽命、提高網(wǎng)絡(luò)傳輸可靠性和覆蓋率。本研究已經(jīng)完成了硬