1 引言

IEEE 802.11、蓝牙、UWB等协议推出以来，在短距离的无线监测、控制、数据传输领域得到广泛应用，但它们仍然存在功耗大、组网能力差等弱点。以组网能力强著称的ZigBee协议能弥补上述协议的不足，特别适合于组建短距离低速无线个域网、无线传感器网络等。

ZigBee协议由ZigBee联盟于2004年12月中旬正是推出，其介质访问控制子层（MAC）基于IEEE 802.15.4标准，网络层采用Cluster-Tree+AODVjr路由算法，支持星形（Star）、树状（Cluster-Tree）、网格（Mesh）等多种拓扑结构^[1]，算法可在简单的单片机平台上实现^[2]。其中，单独采用AODVjr（AODV Junior，简化的AODV）路由算法的Mesh网络最为简单，应用较广泛。AODVjr算法是AODV（Ad hoc On Demand Distance Vector, Ad hoc按需距离矢量路由协议）算法的简化，它跟AODV一样，与目标节点通信时，采用先问路由，再发送数据或命令的办法^[3,4]。本文提出采用捎带技术的AODVjr算法，将要发送的数据捎带在AODVjr的路由请求和路由应答包中，大大提高ZigBee网络的通信效率。DSP2812

2 ZigBee的AODVjr协议

ZigBee协议网络层AODVjr算法是需求驱动型的，由源节点选择路由，它是针对AODV算法的简化改进。考虑到节能、成本、应用方便性等因素，AODVjr简化AODV的一些特点，但是仍然保持AODV的主要功能。

首先，在AODVjr路由算法中，没有目标节点序列号，只有目标节点才能发送路由应答（Route Reply，RREP）包，这样可以避免循环问题和无效RREP包出现，提高通信效率。其次，AODVjr删除路由错误（Route Error，RERR）包及前驱列表（Precursor List）。另外，为了避免广播风暴，AODV中周期性发送的Hello包也被删除。在ZigBee的集成路由算法中，AODVjr中的许多优点使得路由协议简单化且实现AODV的基本路由功能^[5,6]。

图1（a）和（b）是AODVjr算法寻找路由的方式。当节点A要发送信息给节点D时，如果发现自己没有到节点D的路由，便通过组播（Multi-Broadcast）路由请求（Route Request，RREQ）包，请求其邻居帮忙查找到节点D的路径。每个接收到RREQ包的节点，都维护一条到节点A的路由信息，同时帮助节点A广播查找节点D。通过这种洪泛（Flooding）方式，RREQ包会被广播转发至节点D。节点D接收到RREQ包后，根据RREQ包的路由代价（Cost）决定是否更新自己的路由表，同时通过路由代价最小的路径给节点A回复RREP包。节点A查找目标节点通常是通过组播进行的，而节点D给节点A回复RREP包则通过单播（Unit-Broadcast）进行的。节点A接收到节点D的RREP包后，根据Cost最小原则决定与节点D通信所走的最佳路径。图1中，节点A查找到节点D的最短路径：A->B->C->D，然后把数据发送给节点D，节点D再通过D->C->B->A给节点A确认信息。

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图1 AODVjr算法查找路由及通信方式

在ZigBee协议里，AODVjr的RREQ包和RREP包作为网络层命令传送，成为单独的网络负荷，如图2所示。其中命令标识值等于0x01时是RREQ包，等于0x02时是RREP包；单字节的命令选项只使用一个比特，用于区分该路由包是单独进行路由查找还是进行路由修复（Route Repair）^[1]。

（a）路由请求包                      

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 （b）路由应答包                

（c）命令选项

图2 ZigBee网络层的命令包

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