吴磊　袁宗胜

摘要：针对工业应用背景，探索433MHz下的MANET设计与实现。采用了平面结构的网络拓扑和分层的网络协议栈结构。以STC12 系列单片机和nRF905为核心射频芯片，构建了低功耗、通用性强网络节点。MAC层协议采用优化的CSMA/CA，降低了网络碰撞。对DSR路由算法进行了优化和改进，有效抑制了广播风暴，提了网络吞吐率。模拟了工业应用场景，提供了温度的采集、继电器和指示灯控制的实现。最终设计实现的MANET功能完善、性能优秀，有广泛的应用前景。

关键词：MANTA；DSR；自组网；协议栈

中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2016）13-0226-04

Abstract： According to the industrial application background， the design and implementation of MANET under 433MHz is explored. Network topology and layered network protocol stack structure with planar structure. With STC12 Series MCU and nRF905 as the core of the RF chip， low power consumption， strong network node. MAC layer protocol uses the optimized CSMA/CA， reduces the network collision. The DSR routing algorithm is optimized and improved， which effectively inhibits the broadcast storm and improves the network throughput. Simulated the industrial application scenarios， provided the temperature acquisition， the relay and the indicator light control realization. The final design and implementation of the MANET function， excellent performance， has a wide range of application prospects.

Key words： MANTA； DSR； ad hoc network； protocol stack

MANET （Mobile Ad Hoc Network），即移动Ad Hoc网络，也可称为移动自组织网络。MANET是一种无中心、自组织、分布式、动态、多跳的无线网络。

伴随着工业4.0热潮的到来，工业控制、工业传感线网络、户外作业等领域对MANET有了巨大的需求。国内外对MANET设计和实现的研究工作，在各个层面都取得了一定的突破。路由协议的研究工作已经取得了很大进展。整体的设计与实现方案也取得了进步。一些在2.4Ghz频段下的MANET进入了实用阶段。但是，2.4Ghz 频段的无线通信，在复杂的工业生产环境中面临难题。相比之下，433MHz下的无线通信在工业生产环境中有着明显优势。然而433MHz下的MANET尚未有成熟的方案。

探索在433MHz下的MANET设计与实现有了很大的科研和应用意义。网络层的路由策略是MANTA设计与实现过程中的关键环节。将DSR路由算法MANET中进行优化、改进和移植是一项开拓性的工作，也给其他路由算法的移植带来技术上的指导意义。

1 总体方案设计

1.1 需求分析