基于无线传感技术的网络路由器端口设计
无线传感器网络中的路由协议
无线传感器网络中的路由协议随着科技的不断发展，无线传感器网络（Wireless Sensor Network，WSN）已经逐渐成为了一种被广泛研究和应用的技术。
无线传感器网络拥有广泛的应用领域，如军事、环境监测、智能家居、健康管理等。
在这些应用中，无线传感器网络的安全、可靠性和生命稳定性是至关重要的。
为了保证上述三个要素，需要一个高效、稳定且可扩展的路由协议来管理无线传感器网络中的数据传输和路由决策。
无线传感器网络与传统的局域网和广域网不同，它不具有结构上的中心，而是由大量分散的节点构成，这些节点协同工作来达到目标。
由于节点之间的距离很近，数据包在此类网络中往往是通过多跳传输。
一个好的路由协议应当考虑网络中所有节点的负载以及能源消耗，尽可能地减少数据包的延迟和数据包的丢失。
这是无线传感器网络中的路由协议需要考虑的主要问题。
在无线传感器网络中，有三种主要的路由协议：平面机制、分层机制和混合机制。
1. 平面机制平面机制是指所有节点都属于同一层次，没有层次结构。
节点之间通过广播协议（如Flooding protocol）相互传递数据。
节点只需知道自己的邻居节点，数据包的传输是由遍布整个网络的节点负责的。
这种方法简单且易于实现，但会导致网络不稳定，易出现死循环和数据洪泛问题。
因此，在实际应用中很少使用。
2. 分层机制分层机制是指将节点按照其功能和自己所处的位置划分为不同的层次。
分层机制将一个大的无线传感器网络划分为多个小的子网络，每个子网络都有一个负责节点。
子网络之间通过中继节点进行通信，可以减少数据的传播距离和提高传输速率。
分层机制通常由三层组成：传感器层、联络层和命令层。
传感器层负责数据的采集与传输，联络层负责中继和路由，命令层负责网络控制和管理。
分层机制的优点是可以有效降低网络负载和节点的能源消耗，提高网络的生存率和稳定性。
常见的分层机制路由协议有链路状态广告协议(LSP protocol)、电子飞秋协议(EFQ protocol)等。
基于IPv6的无线传感器网络技术研究
基于IPv6的无线传感器网络技术研究随着物联网技术的发展，无线传感器网络成为了新的热门技术，它可以广泛应用于智慧城市、智能家居、环境监测等领域。
其中，IPv6作为新一代互联网协议，正式成为了无线传感器网络的核心技术之一。
本文将对基于IPv6的无线传感器网络技术进行深入研究。
一、无线传感器网络概述无线传感器网络是由大量的无线传感器节点组成的分布式网络，通常用于环境监测、智慧城市等领域。
无线传感器节点通常由微处理器、传感器和通信模块组成，可以采集环境信息，并将信息传递给基站或其他传感器节点。
无线传感器网络的特点是能够进行自组织、自修复和自适应，与传统的有线网络相比，具有低成本、易部署、易维护等优点。
二、IPv6协议概述IPv6是互联网协议的新一代标准，与IPv4相比，其主要特点是地址空间更大，支持更多的网络设备连接和更多的应用场景。
IPv6还引入了许多新的特性，例如多播技术、流媒体传输、QoS等功能。
IPv6协议的地址格式为一个128位的地址，相比IPv4的32位地址更加精细，支持更多的网络设备进行连接。
IPv6支持隧道技术，可以在IPv4网络上运行，实现IPv6的兼容性，其可扩展性也更强。
三、基于IPv6的无线传感器网络技术研究由于传感器网络中节点数量众多，而且节点分布范围广泛，传统的无线通信技术不能满足其需求。
IPv6作为一种新型协议，可以很好地解决无线传感器网络中的通信问题。
1、IPv6地址配置IPv6协议中，每个节点都有一个不重复的IPv6地址，这一点对于无线传感器网络来说尤其重要。
传感器网络中节点数量较多，需要有一种自动配置的方法来分配地址。
IPv6引入了移动IPv6和无状态地址自动配置等技术，可以实现无需手动配置，在网络中进行自动地址分配。
2、IPv6通信协议IPv6协议实现了无线传感器网络中数据的传输，通过TCP/IPv6或UDP/IPv6等协议进行通信，建立起端到端的连接。
3、IPv6路由协议路由是无线传感器网络中最重要的问题之一。
基于ZigBee技术的无线传感器网络节点的设计
式 ，这 种组 合 方式 的兼容 性 与芯 片之 间 的数 据 传输 可 靠 性强 ，而 且能 实现 节点 的更 微小 化和 极低 的功 耗 。
１１ 无 线 传 感 器 网 络 节 点 组 成 ．
离无 线通 信 。Ｚｇ ｅ 技 术 的 出现 就 弥 补 了低 成 本 、低 ｉＢ ｅ 功耗 和低 速率 无 线通 信市 场 的空 缺 ，大大 减少 资源 的
Ｚｇ ｅ 技 术是 在 Ｉ Ｅ ０ ．５ 协议 标 准 的 基 础 上 ｉ ｅ Ｂ Ｅ Ｅ８ ２１ ． ４ 扩展起 来 的 ，是 一种 短距 离 、低 功耗 、低 传输 速 率 的 无 线通 信技 术 。该 技术 主 要针 对低 速 率 传感 器 网络而
提 出 ，能够 满 足 小 型 化 、低 成 本 设 备 的无 线 联 网要 求 ，可 广泛应 用 于工业 、农 业 和 日常生 活 中 。 Ｚｇ ｅ 无 线 网络 根据 应 用 的 需要 可 以组 织成 星型 ｉＢ ｅ 网络 、 网状 网络 和 簇状 网络 三 中拓 扑结 构 。Ｚｇ ｅ 网 ｉＢ ｅ
匾露 翻
大 气 压 力 等 ：数 据 处 理 单 元 控 制 整 个 节 点 的处 理 操
作 、路 由协 议 、同步 定 位 、功 耗 管理 和任 务 管 理 等 ： 数 据传 输 单元 用 于与 其 他节 点进 行无 线 通信 、交换 控 制 消 息及 收发 采 集数 据 ：电源管 理单 元 选 通所 用 到 的
无线 收发模块
内进行发送 。协调 器会定期 以一 个标知 为信标帧 的超级 帧开始 发送 ，并且 希望 网络 中 的所 有节 点与此 帧 同步 。 在这个超级 帧中为每个节点分 配了一个特 定 的时 隙 ，在
该时隙 内允许节点 发送和接 收数 据 。超级 帧可能还 含有
无线传感器网络路由协议
无线传感器网络路由协议无线传感器网络（Wireless Sensor Network，WSN）是由大量低成本、低功耗的传感器节点组成的网络系统，用于感知和收集环境信息。
无线传感器网络的路由协议起着关键作用，它决定了数据在网络中的传输路径和方式，影响着整个网络的性能、能耗以及生存时间。
1. LEACH（Low-Energy Adaptive Clustering Hierarchy）是一种经典的层次化路由协议。
它将网络中的节点划分为若干个簇（Cluster），每个簇有一个簇首节点（Cluster Head）。
簇首节点负责收集和聚合簇内节点的数据，并将聚合后的数据传输给基站节点，从而减少了网络中节点之间的通信量，节省了能耗。
2. AODV（Ad Hoc On-Demand Distance Vector）是一种平面路由协议，适用于无线传感器网络中节点数量较少且网络拓扑较稳定的情况。
AODV协议通过维护路由表来选择最短路径，当节点需要发送数据时，它会向周围节点发起路由请求，并根据收到的响应建立起路由路径。
3. GPSR（Greedy Perimeter Stateless Routing）是一种基于地理位置的路由协议。
它通过利用节点的地理位置信息来进行路由选择，具有低能耗和高效的特点。
GPSR协议将整个网络划分为若干个区域，每个节点知道自己的位置以及周围节点的位置，当需要发送数据时，节点会选择最近的邻居节点来进行转发，直到达到目的节点。
除了以上几种常见的路由协议，还有很多其他的无线传感器网络路由协议，如HEED（Hybrid Energy-Efficient Distributed clustering）、PEGASIS（Power-Efficient Gathering in Sensor Information Systems）等，它们各自具备不同的优势和适用场景。
总之，无线传感器网络的路由协议在保证数据传输可靠性和网络能耗方面起着重要的作用。
无线传感器网络路由协议分析
南京邮电大学硕士研究生学位论文术语表术语表Adaptive Threshold sensitive Energy APTEEN 自适应敏感阀值节能型传感网络协议CDMA码分多址Code Division Multiple AccessCSMA 载波侦听多路访问Carrier Sense Multiple AccessDD 定向扩散Directed DiffusionGEAR 地理和能量感知路由Geographic and Energy Routing LEACH 低功耗自适应分簇协议介质访问控制Media Access ControlMCU 微控制单元Micro-Controller UnitPEGASIS Po-Efficient Gathering in SensorInformation System服务质量Quality of Service信息协商传感协议Sensor Protocol for Information viaNegotiationTCP 传输控制协议Transfer Control ProtocolTDMA 时分多址Time Division Multiple AccessTEEN 敏感阀值节能型传感网络协议Threshold sensitive Energy Efficient sensorNetwork protocol用户数据包协议User Datagram ProtocolWSN 无线传感器网络Wireless Sensor Network南京邮电大学学位论文原创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。
尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得南京邮电大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。
与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。
无线传感器网络中的分簇路由算法研究与实现
无线传感器网络中的分簇路由算法研究与实现摘要：无线传感器网络是由大量分布在监测区域内的低功耗传感器节点组成的，这些节点能够自组织地协同工作，实现环境感知和数据采集的任务。
由于节点具有有限的能量和计算资源，设计高效的路由算法是无线传感器网络中的一个重要挑战。
本文主要对无线传感器网络中的分簇路由算法进行了研究与实现，着重探讨了分簇算法的基本原理、优缺点以及在实际应用中的性能。
关键词：无线传感器网络，分簇路由算法，自组织，能量效率。
1. 引言无线传感器网络（Wireless Sensor Network, WSN）是一种由大量的低功耗、小型、分布式的传感器节点组成的无线网络，能够实时监测、收集和处理环境中的各种信息。
WSN在环境监测、农业、医疗、交通等领域具有广泛的应用前景。
然而，由于节点具有有限的能量和计算资源，设计高效的路由算法成为无线传感器网络中的一个重要问题。
2. 分簇路由算法基本原理分簇路由算法是无线传感器网络中一种常见的路由机制，它将网络中的节点分成多个簇（cluster），每个簇中有一个簇头（cluster head）负责与其他簇头进行通信，并将数据传输到基站。
分簇路由算法的基本原理如下：（1）簇头选举：节点根据自身的一些参数（如能量、距离等）来竞选成为簇头。
通常情况下，具有充足能量和较高的剩余能量的节点更容易被选为簇头。
（2）簇内通信：簇头负责接收簇内其他节点的数据，并将其聚合后发送给其他簇头。
簇内节点之间的通信通常采用近距离的无线通信方式，以减少能量消耗和网络拥塞。
（3）簇间通信：簇头之间进行远距离通信，将聚合后的数据传输到基站。
簇头之间的通信通常采用更高功率和更远距离的无线通信方式。
3. 分簇路由算法的优缺点分簇路由算法具有如下优点：（1）降低能量消耗：通过节点之间的局部通信，分簇路由算法能够减少每个节点的长距离通信次数，从而降低能量消耗。
（2）提高网络生命周期：通过平衡簇头的负载以及合理分配簇头节点，分簇路由算法能够延长网络的生命周期。
无线传感器网络的路由协议
路由协议概述
无线传感器网络的路由协议主要任务是确保数据由 源节点准确高效地传输到目的节点，即寻找数据的 最优路径以及沿最优路径发送数据。
能耗：WSN中，路由协议的制定受能耗的限制。 ◆邻居发现过程：邻居节点间交换信息会消耗能量，交换数据越 大，能耗越大。 ◆处理过程：数据传输过程的计算和通信会消耗能量，通信的能 耗大于计算。
能量感知路由
能量多径路由
主要过程
路径建立 建立从源节点 到目的节点的多 条路径 计算出各条路 径的选择概率
数据传输
对于接收到的 每组数据，节点 根据概率从所有 下一跳节点中选 择一个节点
路由维护
周期性从目的 节点到源节点进 行洪泛查询以维 护路径的有效性 和活跃性
能量感知路由
能量多径路由
路径建立具体过程
缺点
➢节点硬件需要支持射频功率自适应调整； ➢无法保证簇头节点能遍及整个网络； ➢分簇与簇头选举 要公平
分层路由协议
PEGASIS协议
◆PEGASIS协议是对于LEACH的一种改进，节点间不再组成簇，而 是组成链 ◆PEGASIS协议基本原理：
1.假定传感器节点是同构和相对静止的 2.节点通过发送能量递减的测试信号，确定相邻节点的位置 3.进而了解网络的全局信息 4.节点选择其最近的邻居作为链上的下一跳 5.节点只需维护自己上一跳和下一跳的邻居信息
分层路由协议
LEACH协议
网络按照周期工作，每个周期分为两个阶段：
◆簇头建立阶段： 节点运行算法，确定本次自己是否成为簇头（选簇）； 簇头节点广播自己成为簇头的事实； 其他非簇头节点按照信号强弱选择应该加入的簇头，并通知该
簇头节点； 簇头节点按照TDMA的调度，给依附于他的节点分配时隙；
无线传感器网络的路由算法
AODV协议1. 概述Nokia研究中心开发，自组网路由协议的RFc标准，它是DSR和DSDV的综合，借用了DSR中路由发现和路由维护的基础程序，及DSDV的逐跳(Hop-by-HoP)路由、目的节点序列号和路由维护阶段的周期更新机制，以DSDV为基础，结合DSR中的按需路由思想并加以改进。
它应用于无线自组织网络中进行路由选择的路由协议, 它能够实现单播和多播路由。
该协议是自组织网络中按需生成路由方式的典型协议。
用于特定网络中的可移动节点。
它能在动态变化的点对点网络中确定一条到目的地的路由，并且具有接入速度快，计算量小，内存占用低，网络负荷轻等特点。
它采用目的序列号来确保在任何时候都不会出现回环，避免了传统的距离向量协议中会出现的很多问题。
AODV最初提出的目的是为了建立一个纯粹的按需路由的系统。
网络中的节点完全不依赖活动路径，既不维护任何路由信息，也不参与任何定期的路由表交换。
节点不需要发现和维护到其他节点的路由，除非两个节点需要通讯或者节点是作为中间转发节点提供特定的服务来维护另外两个节点的连接性。
提出：With the goals of minimizing broadcasts and transmission latency when new routes are needed, we designed a protocol to improve up on the performance characteristics of DSDV in the creation and maintenance of ad-hoc networks.2. 特点优点：（1）基本路由算法为距离向量算法，但有所改进，思路简单、易懂。
（2）按需路由协议，而且节点只存储需要的路由，减少了内存的需求和不必要的复制。
（3）采用UDP 封装，属于应用层协议。
（4）支持中间节点应答，能使源节点快速获得路由，有效减少了广播数，但存在过时路由问题。
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收稿日期:2012-02-06;修订日期:2012-10-18作者简介:潘宁（1978-），女,河南信阳人，硕士，讲师，研究方向：网络安全。
0前言网络传输的速率日渐提升，传输的方式也从有线到无线，种种的技术与适配卡的变迁，对于路由器（Router ）的负荷必定造成相当的冲击。
因此必须要有一强大的管理机制对路由器善尽的管理。
现阶段因特网的状况是比较复杂的，如带宽参差不齐、延迟时间大、不稳定。
如何在因特网上保证用户的传输质量就成为一个不容忽视的重要问题，必须要有完善的管理机制对路由器进行管理。
文中分析了基于无线传感器技术的网络路由器的工作原理，分析了其中端口设计的关键技术[1]。
1无线网络环境中所使用的路由协议无线传感器网络体系结构是网络的协议分层和网络协议的集合，是对网络及其部件所应完成功能的定义和描述。
无线传感器网络路由协议的任务是在传感器节点和汇聚节点之间建立路由，可靠地传递数据。
由于无线传感器网络资源严重受限，因此路由协议要遵循的设计原则包括不能执行太复杂的计算、不能在节点保存太多的状态信息、节点间不能交换太多的路由信息等。
为了有效地完成上述任务，已提出的很多种路由协议大都利用了无线传感器网络的以下特点：①传感器节点按照数据属性寻址，而不是IP 寻址；②第32卷第2期2013年2期煤炭技术Coal TechnologyVol.32,No.02February,2013基于无线传感技术的网络路由器端口设计潘宁，何少情（郑州旅游职业学院，郑州450009）摘要:网络传输的速率日渐提升，传输的方式也从有线到无线，种种的技术与适配卡的变迁，对于路由器的负荷必定造成相当的冲击。
因此必须要有完善的管理机制对路由器进行管理。
文章分析了基于无线传感器技术的网络路由器的工作原理，阐述了其中端口设计的关键技术。
关键词:无线传感技术；网络路由；端口中图分类号:TP212文献标识码:A 文章编号:1008-8725（2013）02-0036-03Design of Network Router Port Based on Wirdess SeusorTechnologyPAN Ning,HE Shao-qing（Zhengzhou Tourism College,Zhengzhou 450009,China ）Abstract:Network transmission speed is increasingly being transmission from limited to wireless,various technical changes adapter for router load must cause a considerable impact.Therefore there must be a sound management mechanism to manage the router.This paper analyzes the network router based on wireless sensor technology works on which port design of key technologies.Key words:wireless sensor technology;network routing;port少工作面的涌水量对运作的不利影响，最后再关闭射流泵和抽真空控制阀。
停泵过程中先关电动闸阀，再关水泵电机，这样更能保障作业后的安全性，也为下一次作业前的准备工作避免了不必要的麻烦。
PLC 控制水泵编程方式具有简单和直观的特点，水位传感器将水位变化信号转换为模拟输入量，送到PLC 输入模块。
各个开关信号经由数字量输入模块，送入到PLC 控制器，控制器能通过其自动监测功能判断出水位上升的数据，得出涌水量及水位上升速度，使控制器更准确地接受指令，控制离心泵的启动和停止。
PLC 控制器对超出设定的变量进行检测，如果达到一定限度则进行超限报警。
而组态软件编程主要生成于人机交互界面，以便进行实时监控（图2）。
4结束语伴随科技时代的到来以及自动化控制技术的加速推广，PLC 在煤矿主排水泵自动控制系统中的应用研究也日趋完善，在水资源充分利用方面有了很大的改善，突破了传统人工控制系统的种种弊端，决定了井下排水自动系统控制的重要性。
在煤矿作业的未来发展中，不排除还会出现各种难题，这需要煤矿作业者及时将高效的科技结合各种难题突破于实践，做到进一步的合理完善。
参考文献：[1]付铁斌，王洪林.矿井主排水系统监测装置的研究[J].煤矿安全，2004(5):17-19.[2]李胜旺，古贵堂，赵晓旭.矿井主排水自动化控制系统[J].工矿安全，2002(1):3-5.[3]王黎明.CAN 现场总线系统的设计与应用[M].北京：电子工业出版社，2008.（责任编辑王秀丽）!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!传感器节点监测到的数据往往被发送到汇聚节点；③原始监测数据中有大量冗余信息，路由协议能够合并数据、减少冗余性，从而降低带宽消耗和发射功耗；④传感器节点的计算速度、存储空间、发射功率、电源能量有限，需要节约这些资源[4]。
无线网络环境中所使用的路由协议可分成两大类：（1）主动式路由协定。
移动节点每隔固定一段时间就会发送一些路径相关资讯，各个节点根据搜集进来的信息去改变自己的routing table。
主动式路由协议可以让每个发送的封包立刻得知到达目的地的路径，不会有任何的延迟。
缺点是节点必须周期性地广播消息，所以大量浪费无线网络的带宽与移动节点的电源，但如果要降低广播所造成带宽的消耗，需要延长每次广播的间隔时间，又会造成routing table无法正确反应网络拓朴的变化[2]。
（2）回应式路由协定。
每个节点只会寻找和维护有用的路由，相较于主动式路由不论路径是否被使用都必须维护所有的路由信息。
响应式路由的优点在于能节省没播使用的路由以维护资源成本。
适合使用在网络流量偶然发生但一发生却是大流量沟通且只涉及少数节点的情形。
主要缺点是首次布建时会耗费较多时间做路径寻找，因而造成封包延迟。
下面介绍几个比较有代表性的协议。
S-MAC 和T-MAC协议在发送数据时采用带冲突检测的载波侦听多路访问以避免冲突；WiseMAC和B-MAC 协议在发送数据时采用载波侦听多路访问（CS－MA），WiseMAC通过增加载波侦听的范围来解决隐藏节点问题，代价是增加了功耗。
而在B-MAC中，RTS/CTS协议可由高层通过MAC协议提供的控制接口实现。
BMA协议借鉴了LEACH的分簇思想，D-MAC在分析自适应工作／休眠调度的基础上，发现了数据转发中断问题，提出了一个新颖的解决方案。
IEEE802.15.4是美国电气电子工程师学会（IEEE）定制的标准，无线传感器网络是其主要应用领域之一，现在市场上已能够购买到符合该标准的产品化射频芯片。
2路由协议端口转发技术SSH端口转发(Port Forwarding)，是一种隧道技术，流往某端口的数据被加密后传向另一机器，依据转发方式的不同，有多种应用场景。
如以下所有的命令都是用SSH客户端执行的。
执行命令的计算机下面称为本地计算机。
而远程服务器则是运行着SSH 服务器的机器，远程机器能访问某个端口，但本地机器无法访问。
这时使用SSH的本地转发功能，即可将远程端口映射到本地。
ssh-L9090:: 此时访问本地的9090端口就相当于用远程服务器访问:8080。
让远程服务器监听remote_port 端口，使其被访问时像本地计算机在访问somehost: its_port一样。
这样，访问:9090就等同于用本机访问:8080。
在应用中，有时本地计算机处于NAT内网中，难以从外部访问，而远程服务器可轻易被访问。
利用远程转发功能，可允许他人通过远程服务器间接访问本地计算机的某个端口。
类似本地转发，远程转发的端口默认也只能在远程服务器本机上访问，要想允许外部访问，可改写为-R*:9090::8080，并确保在服务器的sshd_config中打开了GatewayPorts选项。
动态地将各种数据转发到远程端口。
实际上相当于在本地计算机的指定端口开了一个SOCKS代理。
3端口转发例子分析实践环境就1台H3C路由器外网接Internet，新联通的静态IP接入。
内网直联非网管交换机。
配置如下：[RouterGate]display current-configuration#sysname RouterGate//路由器的名字cpu-usage cycle1min#radius scheme system#domain system#local-userroot//远程登录的用护名password simple xxxxxx//远程登录的明文密码service-type telnet terminallevel3//远程登录的权限等级（0-3）3是最高权限#acl number2001//定义ACL2001（2000-2999是基本ACL）rule0permit source192.168.1.00.0.0.255//ACL的0号规则允许源地址的网段访问#interface Aux0async mode flow#interface Ethernet0/0description LANip address192.168.1.1255.255.255.0#interface Ethernet0/1description ISPip address218.xx.yy.34255.255.255.252//xx和yy处是为此公司地址保密nat outbound2001//邦定的ACL2001可以访问出去nat server protocol tcp global218.xx.yy.34www inside192.168.1.4www//开启端口nat server protocol tcp global218.xx.yy.34ftp inside192.168.1.4ftp///射到.4服务器#interface NULL0#FTP server enable#ip route-static0.0.0.00.0.0.0218.xx.yy.33 preference60//默认路由user-interface con0user-interface aux0潘宁，等：基于无线传感技术的网络路由器端口设计第2期·37·（下转第53页）阻抗百分数ΔUt ＝5.5%；短路损耗Pt ＝12.5kW 。