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由大量功率低、处理能力受限的无线传感器节点所构成的低功耗有损网络(Low power and Lossy Networks,LLN),被广泛应用于智能电网、智慧小区和工业控制等物联网领域。然而,在LLN中存在着节点数量庞大并且网络的链路不稳定等情况。因此,国际互联网工程任务组(Internet Engineering Task Force,IETF)提出了一种基于IPv6的LLN路由协议(IPv6 Based Routing Protocol for LLN,RPL)以满足更广阔的应用需求。本文在现有RPL路由算法的基础上,主要针对其在不同场景下负载均衡机制进行深入研究并进一步改进。本文主要内容以及工作总结如下:针对LLN中现有路由算法由于无线链路的有损特性导致在高负载场景下无法较好地实现负载均衡的问题,本文给出了一种高负载场景下基于负载均衡的LLN路由协议(Load Balancing-Based Routing Protocol for LLN under High-Load Scenario,HSL-RPL)。该协议主要包含以下三个方面:其一,为了避免期望传输次数较大的备选父节点被选作为最优父节点,对父节点的选择进行优化,综合考虑当前节点和其备选父节点的期望传输次数;其二,当检测到节点负载较重时,为了降低其被邻居节点选作为最优父节点的概率,对溪流计时器进行改进,对面向目的地有向无循环图(Destination Oriented Directed Acyclic Graph,DODAG)信息对象消息(DODAG Information Object,DIO)的发送时间间隔进行调整;其三,当节点发生网络拥塞时,设计了一种网络拥塞通告消息(Network Congestion Notification,NCN),及时的对当前网络拥塞状态进行通告。针对LLN中现有路由算法在负载不均衡的情况下极易导致网络拥塞的发生,以及在负载均衡调整的过程中导致控制开销急剧增大等问题,本文给出了一种基于流量自适应分配的多汇聚节点LLN路由协议(Traffic Adaptive Assignment based Multi-sink Routing Protocol for LLN,TAAM-RPL)。该协议给出了TAAM-RPL组网、零额外控制开销发布节点负载状态及数据流量自适应分配3种新策略。在不增加额外控制开销的前提下能够有效地进行负载均衡,从而降低网络拥塞发生的概率以及提高大规模网络的吞吐量。仿真结果表明,相对于现有协议。本文给出的HSL-RPL协议能够有效的实现负载均衡,其中网络生成时间延长了23.57%、汇聚节点平均吞吐量提高了14.52%以及归一化控制开销较低了12.87%;TAAM-RPL协议的网络拥塞发生概率降低了16.04%、汇聚节点平均吞吐量提高了14.89%以及归一化控制开销降低了9.77%。