短距离无线通信实验报告-无线传感器网络实验
无线传感器网络实验报告
一、实验背景随着物联网技术的飞速发展，无线传感器网络（Wireless Sensor Networks，WSN）作为一种重要的信息获取和传输手段，在军事、环境监测、智能交通、智能家居等领域得到了广泛应用。
为了深入了解无线传感器网络的工作原理和关键技术，我们进行了本次实验。
二、实验目的1. 熟悉无线传感器网络的基本概念和组成；2. 掌握无线传感器网络的通信协议和拓扑结构；3. 熟悉无线传感器网络的编程与调试方法；4. 通过实验，提高动手能力和实践能力。
三、实验内容1. 无线传感器网络概述无线传感器网络由传感器节点、汇聚节点和终端节点组成。
传感器节点负责感知环境信息，汇聚节点负责收集和转发数据，终端节点负责处理和显示数据。
传感器节点通常由微控制器、传感器、无线通信模块和电源模块组成。
2. 无线传感器网络通信协议无线传感器网络的通信协议主要包括物理层、数据链路层和网络层。
物理层负责无线信号的传输，数据链路层负责数据的可靠传输，网络层负责数据路由和传输。
3. 无线传感器网络拓扑结构无线传感器网络的拓扑结构主要有星形、树形、网状和混合形等。
星形拓扑结构简单，但易受中心节点故障影响；树形拓扑结构具有较高的路由效率，但节点间距离较长；网状拓扑结构具有较高的可靠性和路由效率，但节点间距离较远。
4. 无线传感器网络编程与调试本实验采用ZigBee模块作为无线通信模块，利用IAR Embedded WorkBench开发环境进行编程。
实验内容如下：（1）编写传感器节点程序，实现数据的采集和发送；（2）编写汇聚节点程序，实现数据的收集、处理和转发；（3）编写终端节点程序，实现数据的接收和显示。
5. 实验步骤（1）搭建实验平台，包括传感器节点、汇聚节点和终端节点；（2）编写传感器节点程序，实现数据的采集和发送；（3）编写汇聚节点程序，实现数据的收集、处理和转发；（4）编写终端节点程序，实现数据的接收和显示；（5）调试程序，确保各节点间通信正常；（6）观察实验结果，分析实验现象。
无线传感实验报告
无线传感实验报告无线传感实验报告引言无线传感技术是一种基于无线通信的传感器网络技术，它可以实时地感知、采集和传输环境中的各种信息。
本实验旨在通过搭建一个简单的无线传感网络，探索其在实际应用中的潜力和限制。
实验目的1.了解无线传感技术的基本原理和应用领域。
2.学习搭建无线传感网络的基本步骤和方法。
3.研究无线传感网络在环境监测、智能家居等方面的实际应用。
实验步骤1.硬件准备：准备一台主控节点和多个从属节点，主控节点负责接收和处理从属节点发送的数据。
2.网络搭建：通过无线通信模块将主控节点和从属节点连接起来，形成一个无线传感网络。
3.传感器连接：将各个从属节点上的传感器与主控节点相连接，实现数据的采集和传输。
4.数据采集：设置从属节点的采样频率和采样范围，开始采集环境中的各种数据。
5.数据传输：从属节点将采集到的数据通过无线通信模块发送给主控节点。
6.数据处理：主控节点接收到数据后，进行数据处理和分析，得出有用的信息。
实验结果通过本实验，我们成功搭建了一个简单的无线传感网络，并实现了环境数据的采集和传输。
在实际应用中，无线传感技术可以广泛应用于环境监测、智能家居、农业等领域。
例如，在环境监测方面，我们可以通过无线传感网络实时监测空气质量、温湿度等参数，并及时采取相应措施保障人们的健康。
在智能家居方面，无线传感技术可以实现家庭设备的自动控制和远程监控，提高生活的便利性和舒适度。
在农业方面，无线传感技术可以监测土壤湿度、光照强度等参数，帮助农民科学种植，提高农作物的产量和质量。
实验总结通过本次实验，我们深入了解了无线传感技术的原理和应用。
无线传感网络可以实现分布式的数据采集和传输，具有灵活性和可扩展性。
然而，在实际应用中，我们也发现了一些问题和挑战。
首先，无线传感网络的能耗问题仍然存在，如何延长节点的电池寿命是一个需要解决的关键问题。
其次，无线传感网络的安全性也需要重视，如何保护数据的隐私和防止网络攻击是一个亟待解决的问题。
无限传感网络实验报告
一、实验目的1. 了解无线传感网络的基本概念、组成和结构。
2. 掌握无线传感网络的基本操作和实验方法。
3. 通过实验，验证无线传感网络在实际应用中的可靠性和有效性。
二、实验内容1. 无线传感网络基本概念及组成无线传感网络（Wireless Sensor Network，WSN）是一种由大量传感器节点组成的分布式网络系统，用于感知、采集和处理环境信息。
传感器节点负责采集环境信息，并通过无线通信方式将信息传输给其他节点或中心节点。
无线传感网络主要由以下几部分组成：（1）传感器节点：负责感知环境信息，如温度、湿度、光照等。
（2）汇聚节点：负责将多个传感器节点的信息进行融合、压缩，然后传输给中心节点。
（3）中心节点：负责收集各个汇聚节点的信息，进行处理和分析，并将结果传输给用户。
2. 无线传感网络实验（1）实验环境硬件平台：ZigBee模块、ZB-LINK调试器、USB3.0数据线、USB方口线两根、RJ11连接线；软件平台：WinXP/Win7、IAR开发环境、SmartRFFlashProgrammer、ZigBeeSensorMonitor。
（2）实验步骤① 连接硬件设备，搭建无线传感网络实验平台；② 编写传感器节点程序，实现环境信息的采集；③ 编写汇聚节点程序，实现信息融合和压缩；④ 编写中心节点程序，实现信息收集和处理；⑤ 测试无线传感网络性能，包括数据采集、传输、处理等。
（3）实验结果分析① 数据采集：传感器节点能够准确采集环境信息，如温度、湿度等；② 传输：汇聚节点将多个传感器节点的信息进行融合和压缩，传输给中心节点；③ 处理：中心节点对采集到的信息进行处理和分析，生成用户所需的结果；④ 性能：无线传感网络在实际应用中表现出较高的可靠性和有效性。
三、实验总结1. 无线传感网络是一种新型的网络技术，具有广泛的应用前景；2. 通过实验，我们掌握了无线传感网络的基本操作和实验方法；3. 无线传感网络在实际应用中具有较高的可靠性和有效性，能够满足各种环境监测需求。
短距离无线通信实验报告-无线多点组网
实验报告(无线多点组网实验)一，实验具体操作步骤1 启动：启动实验程序，初始化设备。
2 配置：配置系统，发现设备并添加小组内成员。
3 组网：点击组网按钮，查询设备，选择小组成员建立连接，建立好小组网络。
4 单播：组建网络后，点击主界面上的“单播”，选择要进行单播的地址，按确定。
输入发送的内容后敲回车。
记录路由信息。
选择一个不存在的地址发送，观察路由信息。
5 组播：在主界面右下角的“选择加入的多播组”中选择一个组号，然后给任意组发信息，流程与单播相同。
6广播：点击主界面上的“广播”按钮，进行广播，流程与单播相同。
二，观察，记录与分析1、配置与组网后：22号节点是根节点，主设备（M），可以查询周围蓝牙设备并与其建链；3、4号节点是根节点，从设备（S），不可主动查询，建链后不可被其它蓝牙设备查询到，也不能再主动发起建链和被动建链；1号节点主从设备（M/S）不可主动查询，但建链后可被其它蓝牙设备查询到，不能主动发起建链但可被动建链。
2、单播路由信息：下图为一号节点向4号节点发送消息的路由信息：下图为一号节点向一个不存在的节点发送消息的路由信息：由于1号节点无法从本地路由表查找到数据的目的地址，它就转发给默认路由器，它的父节点2号节点，因为默认路由器可能包含有比它本身更多的路由信息。
但是2号节点也没有该数据的目的地址，因此发送失败。
3、组播：1、3号节点加入多播组12、4号节点加入多播组2给多播组1发送信息：4、广播：三，思考题1组播具体如何实现？路由器如何知道相应的组播目的节点在哪一方向？如何减小无用组播数据的传播以及形成环路的情况？答：组播实现：一个节点设备向网络内某组发送组播信息，网络中任何一个节点设备都可以申请加入一个或多个组播组，每个组播组通过唯一的组播地址来识别，发给某个组的数据只有该组成员才能接收。
每个节点都要将自己所知的设备信息（路由信息）告知它的主设备（父设备），网络中的根设备最终掌握网络中所有节点设备的路由信息，组播的目的地址是一个集合（可以实现向多个目的地址传送数据）。
无线传感网络实验报告
无线传感网络实验报告无线传感网络实验报告引言：无线传感网络（Wireless Sensor Network，WSN）是一种由大量分布式的传感器节点组成的网络系统，用于收集、处理和传输环境信息。
WSN具有低成本、低功耗、自组织等特点，广泛应用于环境监测、智能交通、农业等领域。
本实验旨在通过搭建一个简单的无线传感网络，探索其工作原理和性能特点。
一、实验环境搭建1. 硬件准备：选用多个传感器节点和一个基站节点。
传感器节点包括传感器、微处理器、无线通信模块等；基站节点负责接收和处理传感器节点发送的数据。
2. 软件准备：选择适合的操作系统和开发工具，例如TinyOS、Contiki等。
编写传感器节点和基站节点的程序代码。
二、传感器节点部署1. 部署传感器节点：根据实验需求，在待监测区域内合理布置传感器节点。
节点之间的距离和布置密度需根据具体应用场景进行调整。
2. 传感器节点初始化：节点启动后，进行初始化工作，包括自身身份注册、与周围节点建立通信连接等。
三、无线传感网络通信1. 数据采集：传感器节点根据预设的采样频率，采集环境信息，并将数据存储到本地缓存中。
2. 数据传输：传感器节点通过无线通信模块将采集到的数据传输给基站节点。
传输方式可以是单跳或多跳，根据节点之间的距离和网络拓扑结构进行选择。
3. 数据处理：基站节点接收到传感器节点发送的数据后，进行数据处理和分析。
可以根据具体需求，对数据进行滤波、聚合等操作，提取有用信息。
四、无线传感网络能耗管理1. 能耗模型：根据传感器节点的工作状态和通信负载，建立能耗模型，评估节点的能耗情况。
2. 能耗优化：通过调整传感器节点的工作模式、通信协议等方式，降低节点的能耗。
例如，采用睡眠唤醒机制、自适应调整通信距离等。
五、实验结果与分析1. 数据传输性能：通过实验测试，评估无线传感网络的数据传输性能，包括数据传输延迟、传输成功率等指标。
2. 能耗分析：根据实验结果，分析传感器节点的能耗情况，探讨能耗优化策略的有效性和可行性。
无线传感网实验报告
无线传感网实验报告一、实验目的本实验的主要目的是了解无线传感网（Wireless Sensor Network，WSN）的基本原理和特点，以及进行一些简单的WSN实验，掌握其基本应用方法。
二、实验器材1.电脑2. 无线传感器节点（如Arduino）3. 无线通信模块（如XBee）4.传感器（如温度传感器、光照传感器等）三、实验步骤和内容1.了解无线传感网的基本概念和特点。
2.搭建无线传感网实验平台。
将无线传感器节点和无线通信模块进行连接。
3.编程控制无线传感器节点，收集传感器数据并通过无线通信模块进行传输。
4.在电脑上设置接收数据的接口，并接收传感器数据。
5.对传感器数据进行分析和处理。
四、实验结果和讨论在实验中，我们成功搭建了一个简单的无线传感网实验平台，并通过无线通信模块进行数据传输。
通过编程控制，我们能够收集到传感器节点上的温度数据，并通过无线通信模块将数据传输到电脑上进行接收。
在实验过程中，我们发现无线传感网的优点是具有灵活性和扩展性。
通过无线通信模块，传感器节点之间可以进行无线通信，灵活地传输数据。
同时，我们还可以通过添加更多的传感器节点来扩展整个无线传感网的功能和覆盖范围。
然而，无线传感网也存在一些限制和挑战。
首先，无线通信模块的传输距离和传输速率有限，可能会受到环境因素的影响。
其次，无线传感器节点的能耗问题需要考虑，因为它们通常是使用电池供电的，而且在实际应用中通常需要长时间连续工作。
五、结论通过本次实验，我们对无线传感网的基本原理和特点有了一定的了解，并掌握了一些简单的无线传感网应用方法。
我们成功搭建了一个实验平台，并通过无线通信模块和传感器节点进行数据传输和接收。
实验结果表明，无线传感网具有一定的灵活性和扩展性，但同时也面临着一些挑战。
对于以后的无线传感网应用和研究，我们需要进一步探索和解决这些挑战。
无线传感器网络实验报告
无线传感器网络实验报告实验报告：无线传感器网络的应用与优化探究一、实验目的本次实验旨在探究无线传感器网络的应用与优化，具体包括传感器网络的组网方式、数据传输协议的选择与优化等。
二、实验原理及工具1.传感器网络组网方式传感器网络通常采用星型、树型、网状三种组网方式。
星型组网结构简单，但单点故障时整个系统会瘫痪；树型组网结构便于数据的传输与管理，但在拓扑结构发生变化时需要重新组网；网状组网结构形式多样，具有较强的灵活性，但网络维护复杂。
本实验将分别对比三种组网方式的性能差异。
2.数据传输协议的选择与优化实验将分别采用无线传感器网络中常用的LEACH、BCP、SPIN协议进行数据传输。
并通过测试比较它们在不同条件下的性能表现，优化协议选择与参数设置，提高网络的传输效率和能耗。
3.实验工具实验中将使用Contiki操作系统，该操作系统是专门为无线传感器网络设计的，支持多种协议，并提供了实验所需的模拟环境。
三、实验内容及步骤1.组网方式的测试(1)搭建星型、树型、网状三种不同的传感器网络拓扑结构。
(2)分别记录每种网络结构在传输运行时的稳定性、延迟、能耗等性能指标，并进行对比分析。
2.数据传输协议的测试及优化(1) 安装Contiki操作系统，选择LEACH、BCP、SPIN协议，并设置相应的参数进行数据传输实验。
(2)改变实验条件（如节点密度、网络负载等），测试和比较三种协议在不同条件下的性能表现。
(3)根据实验结果，优化协议的参数设置，并比较优化后的协议和原始协议的性能差异。
四、实验结果及讨论1.组网方式的测试实验结果显示，星型组网方式具有简单易实现、维护成本低的特点，但存在单点故障的风险，一旦发生节点故障，整个系统将瘫痪。
树型组网方式在数据传输和管理方面具有一定的优势，但拓扑结构变化时需要重新组网。
网状组网方式相对灵活，但也增加了网络维护的复杂性。
根据实验结果，可以根据具体应用场景的要求选择最适合的组网方式。
无线传感器网络实验报告
无线传感器网络实验报告Contiki mac协议与xmac协议的比较1.简介无线传感器网络(wireless sensor networks, WSN)节点由电池供电,其能力非常有限,同时由于工作环境恶劣以及其她各种因素,节点能源一般不可补充。
因而降低能耗、延长节点使用寿命就是所有无线传感器网络研究的重点。
WSN中的能量能耗主要包括通信能耗、感知能耗与计算能耗,其中通信能耗所占的比重最大,因此,减少通信能耗就是延长网络生存时间的有效手段。
同时,研究表明节点通信时Radio模块在数据收发与空闲侦听时的能耗几乎相同,所以要想节能就需要最大限度地减少Radio模块的侦听时间(收发时间不能减少),及减小占空比。
传统的无线网络中,主要考虑到问题就是高吞吐量、低延时等,不需要考虑能量消耗,Radio模块不需要关闭,所以传统无线网络MAC协议无法直接应用于WSN,各种针对传感器网络特点的MAC协议相继提出。
现有的WSN MAC协议按照不同的分类方式可以分成许多类型,其中根据信道访问策略的不同可以分为:X-MAC协议X-MAC协议也基于B-MAC协议的改进,改进了其前导序列过长的问题,将前导序列分割成许多频闪前导(strobed preamble),在每个频闪前导中嵌入目的地址信息,非接收节点尽早丢弃分组并睡眠。
X-MAC在发送两个相邻的频闪序列之间插入一个侦听信道间隔,用以侦听接收节点的唤醒标识。
接收节点利用频闪前导之间的时间间隔,向发送节点发送早期确认,发送节点收到早期确认后立即发送数据分组,避免发送节点过度前导与接收节点过度侦听。
X-MAC还设计了一种自适应算法,根据网络流量变化动态调整节点的占空比,以减少单跳延时。
优点:X-MAC最大的优点就是不再需要发送一个完整长度的前导序列来唤醒接收节点,因而发送延时与收发能耗都比较小;节点只需监听一个频闪前导就能转入睡眠。
缺点:节点每次醒来探测信道的时间有所增加,这使得协议在低负载网络中能耗性比较差。
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无线传感器网络随着计算机技术、网络技术与无线通信技术的迅速发展，人们开始将无线网络技术与传感器技术相结合，无线传感器网络（WSN，wireless sensor network）应运而生。
它由部署在监测区域内大量的微型传感器节点组成，通过无线的方式形成的一个多跳的自组织网络，不仅可以接入Internet，还可适用于有线接入方式所不能胜任的场合，提供优质的数据传输服务。
微机电系统（MEMS，Micro-Electro-Mechanical Systems）、超大规模集成电路技术（VLSI，Very-Large-Scale-Integration systems）和无线通信技术的飞速发展，使得它的应用空间日趋广阔，遍及军事、民用、科研等领域；但由于网络结点自身固有的通信能力、能量、计算速度及存储容量等方面的限制，对无线传感器网络的研究具有很大的挑战性和宽广的空间。
本实验系统采用IEEE802.15.4和Zigbee协议实现了多个传感器节点之间的无线通信，通过对本实验提供的软件操作以及对路由的观察，能够使学生对无线传感器网络的组网过程、路由协议有一个较为深入的理解。
1 目的要求（1）理解并掌握无线传感器网络的工作原理及组网过程。
（2）理解无线传感器网络的路由算法。
2 基本原理2.1 概述微电子技术、计算技术和无线通信技术的进步推动了低功耗多功能传感器的快速发展，使其在微小的体积内能够集成信息采集、数据处理和无线通信等功能。
部署在监测区域内大量的廉价微型传感器节点通过无线通信的方式形成一个多跳的自组织网络，即无线传感器网络，这些节点可以协作地感知、采集和处理网络覆盖区域中感知对象的信息，并发送给观察者。
传感器、感知对象和观察者构成了传感器网络的三个要素。
2.2 无线传感器网络结构无线传感器网络是一种特殊的Ad-hoc网络，它是由许多无线传感器节点协同组织起来的。
这些节点具有协同合作、信息采集、数据处理、无线通信等功能，可以随机或者特定地布置在监测区域内部或附近，它们之间通过特定的协议自组织起来，能够获取周围环境的信息并且相互协同工作完成特定任务。
无线传感器网络典型的体系结构如图1所示，包括分布式传感器节点、网关、互联网和监控中心等。
在传感器网络中，各个节点的功能都是相同的，它们既是信息包的发起者，也是信息包的转发者。
大量传感器节点被布置在整个监测区域中，每个节点将自己所探测到的有用信息通过初步的数据处理和信息融合之后传送给用户，数据传送的过程是通过相邻节点的接力传送方式传送给网关，然后再通过互联网、卫星信道或者移动通信网络传送给最终用户。
用户也可以对网络进行配置和管理，发布监测任务以及收集监测数据等。
传感器节点图1 无线传感器网络体系结构2.3传感器节点结构传感器节点通常是一个微型的嵌入式系统。
从网络功能上看，每个传感器节点既具有传统网络节点的终端功能，又兼具路由器的功能。
除了要进行本地信息收集和数据处理外，还要对其他节点转发来的数据进行存储、管理和融合等处理。
一个传感器节点通常由传感器模块、处理器模块、无线通信模块和能量供应模块四部分组成，如图2所示。
传感模块负责采集监测区域内的有用信息并进行数据转换；处理器模块负责控制整个传感器节点的运行，存储和处理本身采集的数据以及其他节点发来的数据；无线通信模块负责与其他传感器节点进行无线通信，交换控制信息和收发采集到的数据；能量供应模块为传感器节点提供运行所需的能量，通常采用微型电池。
传感器节点为低功耗设备，为了最大限度地节约电源，在硬件设计方面，要尽量采用低功耗器件，处理器通常选用嵌入式CPU，射频单元主要由低功耗、短距离的无线通信模块组成,在没有通信任务的时候，要切断射频部分电源；而且在软件设计方面，各层通信协议都应该以节能为中心，必要时可以牺牲一些网络性能指标，以获得更高的电源效率。
图2 传感器节点的体系结构2.4 无线传感器网络协议栈无线传感器网络通信协议主要包括物理层、数据链路层、网络层、传输层和应用层，与互联网协议栈的五层协议相对应。
在低层采用IEEE802.15.4工作组所定义的MAC层和物理层协议，而在MAC层以上的协议则是由Zigbee联盟制定。
完整的Zigbee协议栈模型如图3所示。
另外，协议栈还包括能量管理平台、移动管理平台和任务管理平台。
这些管理平台使得传感器节点能够按照能源高效的方式协同工作，在节点移动的传感器网络中转发数据，并支持多任务和资源共享。
图3 Zigbee协议栈2.4.1 物理层物理层负责载波频率产生、信号的调制解调等工作。
IEEE802.15.4定义了2.4GHz物理层和868/915MHz物理层两个物理层标准，两个物理层都基于DSSS（Direct Sequence Spread Spectrum,直接序列扩频），使用相同的物理层数据包格式，区别在于工作频率、调制技术、扩频码片长度和传输速率的不同。
2.4GHz频段有16个信道，能够提供250kbps的传输速率，物理层采用的是O-QPSK调制；868MHz是欧洲的ISM频段，只用一个信道，传输速率为20kbps，物理层采用BPSK调制；915MHz是美国的ISM频段，有10个信道，传输速率为40kbps，物理层采用的也是BPSK调制方式。
2.4.2 数据链路层数据链路层负责数据成帧、帧检测、媒体访问和差错控制。
媒体访问协议保证可靠的点对点和点对多点通信，差错控制则保证源节点发出的信息可以完整、无误地到达目标节点。
就实现机制而言，介质访问控制（MAC）协议可分为3类：确定性分配、竞争占用和随机访问。
前两者不是传感器网络的理想选择。
因为TDMA固定时隙的发送模式功耗过大，为了节省功耗，空闲状态应关闭发射机，竞争占用方案需要实时监测信道状态，也不是一种合理的选择，随机介质访问模式比较适合于无线传感网络的节能要求。
IEEE802.15.4定义的MAC 层采用了CSMA-CA（载波监听多信道接入/避免冲突）协议的信道共享多点接入技术；为了保证传输的可靠行，还采用了完整的握手协议。
在无线传感器网络中，两个主要的错误控制模式是前向错误修正（FEC）和自动重复请求（ARQ）两种。
2.4.3 网络层网络层主要负责路由生成与路由选择。
网络层协议是无线传感器网络的重要因素，在无线传感器网络中，大多数节点是无法直接与网关进行通信的，需要通过中间节点进行多跳路由才能将采集到的数据发送给网关。
针对无线传感器网络中数据传送的特点和难题，人们提出许多新的路由协议。
这些路由协议可以大致分为四类：洪泛式路由协议、层次式路由协议、以数据为中心的路由协议、以及基于位置信息的路由协议。
1．洪泛式路由协议：这种协议是一种古老的协议。
它不需要维护网络的拓扑结构和路由计算，接收到消息的节点以广播形式转发数据包给所有的邻节点。
对于自组织的传感器网络，洪泛式路由是一种较直接的实现方法，但容易带来消息的“内爆”（implosion）和“重叠”（overlap），而且它没有考虑能源方面的限制，具有“资源盲点”（resource blindness）的缺点。
典型算法为扩散法（Flooding）。
2．层次式路由协议：它的基本思想是将传感节点分簇，簇内通讯由簇头节点来完成，簇头节点进行数据聚集和合成减少传输信息量，最后簇头节点把聚集的数据传送给终端节点。
这种方式能满足传感器网络的可扩展性，有效的维持传感节点的能量消耗，从而延长网络生命周期。
典型算法为低功耗自适应聚类路由算法（LEACH ）。
LEACH （low energy adaptive clustering hierarchy ）LEACH 是MIT 的Chandrakasan 等人为无线传感器网络设计的低功耗自适应聚类路由算法。
与一般的平面多跳路由协议和静态聚类算法相比，LEACH 可以将网络生命周期延长15%，主要通过随机选择聚类首领，平均分担中继通信业务来实现。
LEACH 定义了“轮”(round)的概念，一轮由初始化和稳定工作两个阶段组成。
为了避免额外的处理开销，稳定态一般持续相对较长的时间。
在初始化阶段，聚类首领是通过下面的机制产生的。
传感器节点生成0,1之间的随机数,如果大于阈值T ，则选该节点为聚类首领。
T 的计算方法如下： 1[mod(1/)]p T p r p =- 其中p 为节点中成为聚类首领的百分数，r 是当前的轮数。
一旦聚类首领被选定，它们便主动向所有节点广播这一消息。
依据接收信号的强度，节点选择它所要加入的组，并告知相应的聚类首领。
基于时分复用的方式，聚类首领为其中的每个成员分配通信时隙。
在稳定工作阶段，节点持续采集监测数据，传与聚类首领，进行必要的融合处理之后，发送到sink 节点，这是一种减小通信业务量的合理工作模式。
持续一段时间以后，整个网络进入下一轮工作周期，重新选择聚类首领。
3．以数据为中心的路由协议：它提出对传感器网络中的数据用特定的描述方式命名，数据传送基于数据查询并依赖数据命名，所有的数据通信都限制局部范围内。
这种方式的通信不再依赖特定的节点，而是依赖于网络中的数据，从而减少了网络中大量传送的重复冗余数据，降低了不必要的开销，从而延长网络生命周期。
典型算法为向扩散（Directed Diffusion ）。
定向扩散模型是Estrin 等人专门为传感器网络设计的路由策略，与已有的路由算法有着截然不同的实现机制。
节点用一组属性值来命名它所生成的数据，比如将地震波传感器生成的数据命名为Type=seismic ，id=12，timestamp=02.01.22/21:10:23，location=75−80S/100−120E 。
Sink 节点发出的查询业务也用属性的组合表示，逐级扩散，最终遍历全网，找到所有匹配的原始数据。
有一个称为“梯度”的变量与整个业务请求的扩散过程相联系，反映了网络中间节点对匹配请求条件的数据源的近似判断。
更直接的方法是节点用一组标量值表示它的选择，值越大意味着向该方向继续搜索获得匹配数据的可能性越大，这样的处理最终将会在整个网络中为sink 节点的请求建立一个临时的“梯度”场，匹配数据可以沿“梯度”最大的方向中继回sink 节点。
图4描述了定向扩散模型的工作原理。
图4 定向扩散路由原理4．基于位置信息的路由协议：它利用节点的位置信息，把查询或者数据转发给需要的地域，从而缩减数据的传送范围。
实际上许多传感器网络的路由协议都假设节点的位置信息为已知，所以可以方便的利用节点的位置信息将节点分为不同的域（region）。
基于域进行数据传送能缩减传送范围缓和中间节点，从而延长网络生命周期。
典型算法为GEAR算法。
GEAR是充分考虑了能源有效性的基于位置的路由协议，它比其他的基于位置的路由协议能更好的应用于无线传感器网络之中。