WSN中路由协议

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WSN路由协议在煤矿安全应用的改进

ＡｂｔａｔＣｏｓｄｒｎａｎｓｕｓｓｃｓｔｅｌｍｉｄｅｅｇｎｍｉｅｓｆｔｍｏｉｏｉｇｓｔｍ，ｈｃｉｅｔａｅｓｒｃ：ｎｉｅｉｇｔｔｈｍａｙｉｓｅｕｈａｈｉｔｎｒｙｉｎａｅｙｎｔｒｎｙｓｅｔｅａｃｄｎｓｔｋｅｐａｅｆｅｕｎｌ．Ｗｅｓｌｃｅｋｎｆｗｉｅｅｓｍｏｉｒｎｓｓｅａｄｐｏｏｏ，ａｄｉｒｖｔｃｎｔｎｌ．Ｗｅｌｃｑｅｔｙｒｅｅｔａｎｗｉｄｏｒｌｓｎｔｉｇｙｔｍｏｎｒｔｃｌｎｍｐｏｅｉｏｓａｔｙ
ａｒｓｅｓｇｅｎｄｎｅｎｔｒｘｅｄｔｅｎｔｒｆｔ．ｉｌｔｇａｄｃｍｐｒｎｅＳＩ－ＥａｄｃｏｓｈｉｌｏｅａｄｔｅｗｏｋｔｅｔｎｅｗｏｋｌｅｉｔｎｈｏｈｉｍｅＳｍｕａｉｎｏａｉｇｔｔＰｎｏｈＮＲｎＳＩｕｉｇｐｏｏｏ，ｅｒｓｌｒｓｎａｅＳＩ－ｏｔｇｐｏｏｏｒｖｓｇｅｔｎｔｅｓｖｎｎｒｙＰｒｔｒｔｃｌｔｕｔｐｅｅｔｔＰＲｒｕｉｒｔｃｌｍｐｏｅｒａｌｏｉｇｅｅｇ．ＮｏｎｈｅｓｈｈｔｔＮＥｎｉｙｈａ
Ｋｅｒｓｗｉｅｅｓｓｎｓｒｎｔｏｋｇｓｍｏｉｏ；ＰＩＲｙｗｏｄ：ｒｌｓｅｏｅｗｒ；ａｎｔｒＳＮ－Ｅ

WSN中基于定向扩散协议路由算法的研究

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中、Ｃｖ节点＋
由协议。由于无线传感网络中节点的能量和计算能力都非常的有限，因此需要采用高能效的路由算法来节约节点的能量，从而延长无线传感网络的寿命。本文在定向扩散协议的基础上，对其算法进行了改进，节约了网络的平均
有了不错的提高。关键词：无线传感网络；路由协议；定向扩散；能效ｈ生
中图分类号：Ｎ９９Ｔ２．５文献标识码：Ａ
Ｒｅｅｒｈｏｕｔｎｇａｇｏｒｔｓａｃｏｎｒｉｌｉｈｍｓｄｎｒｃｅｂａｅｏｄｉｅｔｄ
ｄｌ ” Ｓ ●ｔｕｌ ●ｔ， ● ｏｎＷ１＇ＳｅｎＳｉ ● ｎ ● ＳｅＳｒｅｌｏｒｎｅｔＶｏｒ．、Ｋ１
ＷａｕｉｎｇｎｇＹｘａ
（ｏｅｅｆｏＣｎｇＣｍｍｕｉｔｎａｄＩｆｒｔｎＥｇｎｅｎ，ｎｉｇＵｎｅｉｆｏｔａｄＴｌｏｏｎｃｉｏｍａｏｎｉｅｒｇＮａｊｉｒｔｏＰｓｅｃｍｍｕｉｔｎ，ａｏｎｎｉｉｎｖｓｙｓｎｅｎｃｉｓａｏＮａｉｇ２００ｎｎ，１０３）ｊ
２Ｄ１１１．０
Ｄｅｉ＆Ｒｅｅｒｈｓｇｎｓａｃ
０引言
・
．
・
、
无线传感网络的路由协议是无线传感网络的重要组成部分。无线传感网络中的路由协议大致可分为３：类
以数据为中心的路由协议、分层路由协议和地理位置路
／
、
源点 ——— 节・｝——・避（｛・

无线传感器网络中的路由协议选择指南

无线传感器网络中的路由协议选择指南无线传感器网络（Wireless Sensor Network，WSN）是一种由大量分布式传感器节点组成的网络系统，用于收集、处理和传输环境中的信息。

在WSN中，传感器节点通常具有有限的计算和通信能力，因此选择合适的路由协议对于网络的性能和能耗至关重要。

本文将探讨在无线传感器网络中选择路由协议的指南。

1. 路由协议的分类在无线传感器网络中，常用的路由协议可以分为以下几类：1.1 平面型路由协议平面型路由协议是指将网络拓扑视为一个平面图的路由协议。

这类协议简单易用，适用于小规模的传感器网络。

常见的平面型路由协议有LEACH、PEGASIS等。

1.2 分层型路由协议分层型路由协议将网络划分为不同的层次，每个层次负责不同的任务。

这类协议能够提高网络的可扩展性和灵活性。

常见的分层型路由协议有TEEN、APTEEN 等。

1.3 基于集群的路由协议基于集群的路由协议将网络节点划分为若干个簇（Cluster），每个簇由一个簇头（Cluster Head）负责。

这类协议能够减少网络中的数据传输量，延长网络寿命。

常见的基于集群的路由协议有LEACH-C、HEED等。

1.4 基于多路径的路由协议基于多路径的路由协议利用多条路径传输数据，提高网络的可靠性和容错性。

这类协议适用于网络中存在节点失效或信号干扰的情况。

常见的基于多路径的路由协议有AODV、DSDV等。

2. 路由协议选择的考虑因素在选择路由协议时，需要考虑以下因素：2.1 网络规模网络规模是选择路由协议的重要因素之一。

对于小规模的传感器网络，平面型路由协议或分层型路由协议可能更适合；对于大规模的传感器网络，基于集群或基于多路径的路由协议可能更合适。

2.2 能耗能耗是无线传感器网络中的重要问题。

选择能耗较低的路由协议可以延长网络的寿命。

一些基于集群的路由协议通常能够有效降低能耗。

2.3 数据传输延迟某些应用场景对数据传输延迟有较高的要求，因此选择能够提供较低延迟的路由协议是必要的。

WSN中多路径路由协议算法的改进研究

（．ＣｌｇｆｅｓａｄｃｔｎＮｎｉｇＵｎｅｓｙｏｏｔａｄＴｌｏ１ｏｅｅｏｒｅｓｕａｏ，ａｊｉｒｉｆｓｎｅｃｍｍｕｉａｏｓａｊｇ２０４；ｌＯｖＥｉｎｖｔＰｓｅｎｃｔｎ，Ｎｎｎ１０６ｉｉ
对其进行处理，理后的信息通过无线方式传送，以白组多跳的方式传送给观察者。路由协议的研究是无线传感器网处并
络研究重点之一。蚁群算法是一种模仿自然界蚂蚁觅食的仿生算法，生物学家经过长期观察发现，蚂蚁总能够在巢穴和
食物源之间找到一条最短路径。文中采用蚁群优化策略，出了一种ＳＲ多路径路由协议的改进算法ＡＯＳＲ。该算给ＭＣ —Ｍ法在保留ＳＲ算法优点的基础上，步提高了资源利用率和路径稳定性，延长了网络生存时间。Ｍ进一以及
２Ｃｌｇｆｏｕｅ，ｎｉｇＵｎｅｓｙｏｏｔａｄＴｌｏｍｕｃｔｎ。ｎｉ１０６Ｃｉａ．ｏｅｅｏｍｐｔＮａｊｉｒｉｆｓｅｃｍｎａｏｓＮａｊｇ２０４。ｈｎ）ｌＣｒｎｖｔＰｓｎｅｉｉｎ
ＡｂｔａｔＷｉｌｓｅｓｒｎｔｒｉｈｉｉｅｅｔｆｏｔａｉｏａｅｗｏｋｃｎｍｏｉｒａｐｒｉｅａｄｇｔｅｅｉｆｒｔｎｆｏｔｓｒｃ：ｒｅｓｓｎｏｅｗｏｋｗｈｃｓｄｆｒｎｒｍｒｄｔｎｌｎｔｒａｎｔ，ｐｅｅｖｎａｈｒｔｎｏｍａｏｍｅｉｏｈｉｒｈｅｎｔｒｏｅａｅａｅ．ｔｒｂｉｇｄｓｓｄ，ｈｎｏａｉｎｗｉｌｅｔａｓｏｍｅｅｏｓｒｅｓｂｅｆｏｇｉｉｇａｄｍｕｔ－ｏｙ．ｅｗｏｋｃｖｒｇｒａＡｆｅｅｎｐｏｅｔｅｉｆｒｔｌｂｎｆｒｄｔｔｂｅｖｒｙｓｌ－ｒａｚｎｌｈｐｗａｉｍｏｒＯｈｎｎｉＴｈｅｅｒｈｏｅｒｕｎｒｔｃｌｉｏｅｏｈｍｐｒａｔｒｓａｃｅｎＷＳＡｎｏｏｙａｇｒｈｉｔｔｓａｔｔｏｋｆｒｆｏＢｙｅｒｓａｃｆｔｏｔｇｐｏｏｏｓｎｆｔｅｉｏｔｎｅｒｈｓｉＮ．ｔｃｌｎｏｔｍｍｉａｅＳＯｌｏｏｏｄ．ｈｉｅｌｉｎｏｓｒｉｇｆｒａｌｎｍｅ－ｉｌｇｓｎｔｗａｓＣｎｈｏｓｗａｅｗｅｎｔｅｓｕｃｄｔｅｎｓ．ｓｎｅｂｏｏｉａｉｂｅｖｎｇｔｏｏｉｂｏｏｉｔｆｄａＳａｙａｆｄａｓ￣ｅｔｙｂｔｅｏｒｅａｅｔＢｙｕｉｇｔｉｌｇｃｓｍ— Ｓｉｎｌｎｉｈｎｈｈｌｕａｉｎｓａｅｙ。ｒｐｓｍｐｏｅＭＲｏｔｇｐｏｏｏｇｒｔｍａｌｄＡＣＯ— ＭＲａｅｎａｔｃｌｎｌｏｉｍ．ｉｇｒｔｍｌｔｏｔｔｇｐｏｏａｉｒｖＳｒｅｎｄｒｕｎｒｔｃｌａｏｈｃｌｅｉｌｉＳｂｓｏｏｏｙａｇｒｔｄｎｈＴｈｓａｏｉｌｈＣｔｉｅｔｅａｖｔｇｓｏＭａｄＣｆｒｈｒｉｒｅｔｅｅｅｔｅｕｅｏｓｕｃｓ。ｅｓｌｃｉｎｏｔｂｅｐｔｓａｄｌｅｍｅｏｅ — ｎｉｚａｕｌｈｄａａｅｆＳｎｎａｕｔｅｍｐｏｖｈｆｃｖｓｆｒｏｒｅｔｅｅｔｆｓａｌａｎｉｅｈｏｈｎｉｔｆｎｔｆｉ

WSN中基于蚁群的多汇聚点分簇路由协议

Ａｂｔａｔｓｒｃ
ＷＳｒｔｏｒｎｅｅｏｂｉｌｒｂｓａｄｓａｂｅｂｃｕｅｏｅｄｎｍｃｏｉｇａｄｅｔｃｏｆｎｄｓｉＷＳ．ＮｐｏｏｌａｅｅｄｄｔｅｈｇｙｏｕｔｎｅｌｌｅａｓｆｈｙａｉｊｉｎｎｘｎｔｎｏｏｅｎｃｓｈａｔｎｉｉＮ
ＢａｅｎａａｙｉｇｅｉｔｎｌｏｉｈｓｔｉａｅｒｐｓｓＭＳＲＰ，ｌｔｒｂｓｄｒｕｉｏｏｏｏｒｌｓｓｎｏｔｒｓｔａｓｐｉｓｄｏｎｌｚｎｘｓｉｇａｇｒｔｍ，ｈｓｐｐｒｐｏｅｏａｃｕｓｅ — ａｅｏｔｎｇｐｒｔｃｌｆｒｗｉｅｅｓｅｓｒｎｅｗｏｋｈｔｉｏｔ－
ｐｅｏｎ — ａｅｌ — ｏｏｔｇｍｏｅＳｍｕａｉｎｒｓｌｈｗｔａｔｅＭＡＲｏｔｇｐｏｏｏａｏｒｅｅｇｏｓｍｐｉｎａｄｈｇｅｈｒｍｏｅｂｓｄｍｕｔｈｐｒｕｉｄ．ｉｌｔｅｕｔｓｏｈｔｈｉｎｏｓＰｒｕｉｒｔｃｌｈｓｌｗｅｎｒｙｃｎｕｔｎｉｈｒｎｏｓａａｉｔｎｏｕｔｅｓａｄｃｎｏｅａｅｗｉｏｔｎｄｓｌｃｔｎｉｆｒｔｎＴｅｒｓｌｌＯｉｄｃｔｈｔｔｅｐｏｏｏａｅｅｎｅｆｃｌｂｌｙａｄｒｂｓｓ．ｎａｐｒｔｔｕｏｅｏａｉｎｏｍａｉ．ｈｅｕｔａＳｎｉａｅｔａｈｒｔｃｌｎｍｅｔｔｅｄｏｉｎｈｏｏｓｃｈ

WSN

1.WSN体系包括哪些部分？？各部分的功能是什么？一个典型的传感器网络的体系结构包括：分布式传感器节点、接收发送器、互联网和用户操作界面无线传感器网络中的节点通过飞机播撒或人工部署等方式，密集部署在感知对象的内部或附近。

这些节点通过自组织方式构建无线网络，以协作方式感知、采集和处理网络覆盖区中特定信息，实现对任意地点信息在任意时间的采集、处理和分析。

2。

简述wsn的osi模型即五层协议栈，各层的主要功能。

物理层，数据链路层，网络层，传输层，应用层（1）．物理层：负责信号的调制和数据的收发，所采用的传输介质主要有无线电、红外线、光波等。

WSN推荐使用免许可证频段（ISM）。

物理层的设计既有不利因素，例如传播损耗因子较大，也有有利的方面，例如高密度部署的无线传感器网络具有分集特性，可以用来克服阴影效应和路径损耗。

（2）. 数据链路层：负责数据成帧、帧监测、媒体接入和差错控制。

其中，媒体接入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。

（3）. 网络层：负责路由的发现和维护，由于大多数节点无法直接与网关通信，因此需要通过中间节点以多跳路由的方式将数据传送至汇聚节点。

而这就需要在WSN节点与接收器节点之间多跳的无线路由协议。

（4）. 传输层：负责数据流的传输控制，主要通过汇聚节点采集传感器网络内的数据，并使用卫星、移动通信网络、Internet或者其他的链路与外部网络通信，是保证通信服务质量的重要部分。

（5）. 应用层：由各种面向应用的软件系统构成。

主要研究的是各种传感器网络应用的具体系统的开发，例如：作战环境侦查与监控系统，情报获取系统，灾难预防系统等等3.简述无线网络介质访问控制方法CSMA\CA的工作原理。

冲突避免的载波侦听多路访问，发送包的同时不能检测到信道上有无冲突，只能尽量…避免‟1.想发送信息的接点首先“监听”信道，看是否有信号在传输。

如果信道空闲，就立即发送。

WSN中基于节点概率感知模型的覆盖路由协议

８
９１０１ｌ１２
６９９７５４１／７
７２８７５６６／９７８１７６４７／５７４７７６１０／７７４１？６９３／９
８．９９．４８１／６６
９．５９．２２６／６８９．６９．６３９／７５９．２９．８４４／７７９．２９．４４７／８１
ｔ，
Ｎ
表示在上一轮结束开始到接收到簇头发来的控
制包的 ห้องสมุดไป่ตู้间。
由于选举的簇头节点都是有很多邻居节点的，那
么它周围的节点密度可能比较大，了防止选举出来为
表１节点的感知概率统计
第２卷４
第９期
电脑开发与应用
文章编号ｌＯ３５５（Ｏ１０－０７０１Ｏ —８Ｏ２１）９０３— ３
ＷＳ中基于节点概率感知模型的覆盖路由协议Ｎ
ＲｅｅｒｈｏｖｒｇｕｅＰｒｔｃｌｏｏｅｂｓｄＰｒｂｂｌｔｅｏｓａｃｎＣｏｅａｅＲｏｔｏｏｏｆＮｄ — ａｅｏａｉｉｙＳｎｓｒ
盖和路由协议就至为关键。基于这个要求，采用接近实际的节点概率感知模型进行建模，对满足覆盖冗余节点的要求进行分析，并对传统分簇路由协议ＬＡＣ进行改进提出创新的覆盖路由协议ＬＡＣＣ，并通过ＥＨＥＨ— ＭＡＴＡＢ进行仿真分析。仿真结果表明，有效地提高了网络的覆盖度，延长了网络生命周期。Ｌ

一种基于路径信息的WSN路由协议

路由的角度看，Ｎ并不完全等同于ＭＮＴ它有自己的ＷＳＡＥ，
收到ＲＥＲＱ分组后，首先确定自己是否已经接收过这样的ＲＥＲＱ分组，如果是，就丢弃该ＲＥＲＱ分组；否则，在路由表
中创建一个到达源节点的反向路由条目．并继续广播该
ＲＥＲＱ分组。如果该节点本身就是所请求的目的节点，或者
仿真结果表明：与ＡＤＯＶ协议相比，ＯＶ协议可以在保持较高的分组投递率的同时有效降低数ＩＤＡ
据分组的平均端到端时延和路由开销，到了低开销、时延的设计目标。达低
１引言
ＷＳ（ｉｌｓｅｓｔｏ，Ｎｗｒｅｎｏｎｗｒ无线传感器网络）ｅｓｓｒｅｋ是一种无基础设施的网络，它由一组具备无线收发能力的传感器
（ＥＲ３ＲＲ）种控制消息。当一个源节点需要一条路由到达某
个目的节点。但是没有现成可用路由或者以前到达该目的
节点的有效路由为无效的时候，该源节点就广播一个
盖地理区域中感知对象的信息。并将这些信息传送给需要
的用户。ＭＮＴｍｂｅｄＨｃｅｏ，ＡＥ（ｏｉｏｎｔｒ移动Ａｏ网ｌＡｗｋｄＨｃ络）是由一组无线移动节点组成的一种不需要依靠现有固
节点以自组织方式构成，其目的是协作感知和处理网络覆
ＡＤ（ｄＨｃｎｅａｄｇｉａｃｖｃｒｄＨｃＯＶＡｏｏ— ｍｎｉｓｎｅｅｏ．ｏ按ｄｎｄｔｔＡ
需距离矢量）ＭＮＴ中应用最广泛的按需路由协议。它是ＡＥ
定义了路由请求（ＲＱ、ＲＥ）路由应答（ＲＰ和路由错误ＲＥ）

WSN中基于簇首重构的层次路由协议设计

ｄｅｓｉｇｎｍｅｔｈｏｄｉｓｄｅｓｉｇｎｅｄ，ｉｎｔｈｅｐｒｏｔｏｃｏｌ，ｔｈｅｎｅｔｗｏｒｋｓｐａｃｅｉｓｄｉｖｉｄｅｄｉｎｔｏｍｕｌｔｉｐｌｅｌｅｖｅｌｓｂｙｔｈｅｂａｓｅｓｔａｔｉｏｎ，ｅａｃｈｌｅｖｅｌｃｏｎ — ｔｒｅｓｏｎｔｈｅｂａｓｅｓｔａｔｉｏｎ，ａｎｄｔｈｅｗｉｄｔｈｏｆｌｅｖｅｌｉｎｃｒｅａｓｅｆｒｏｍｉｎｓｉｄｅｔＯｏｕｔｓｉｄｅ．Ｔｈｅｍｅｔｈｏｄｃａｎｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙａｖｏｉｄｔｈｅｎｏｄｅｓｎｅａｒｔｈｅｂａｓｅｓｔａｔｉｏｎｔｏｆｏｒｍｅｎｅｒｇｙｈｏｌｅ．Ｉｔｃａｎａｌｓｏａｖｏｉｄｃｉｒｃｕｉｔｓｉｎｔｈｅｄａｔａｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｔｈｒｏｕｇｈａｓｓｉｇｎｉｎｇａｕｎｉｑｕｅｌａｙｅｒｎｕｍｂｅｒ
Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ４０００６５，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｏｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙｂａｌａｎｃｅｔｈｅｎｅｔｗｏｒｋｅｎｅｒｇｙｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎｏｆｔｈｅｎｅｔｗｏｒｋａｎｄｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｓｕｒｖｉｖｅｔｉｍｅ，ａｈｉｅｒａｒｃｈｉｃａｌｒｏｕｔｉｎｇｐｒｏｔｏｃｏｌｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｃｌｕｓｔｅｒ－ｈｅａｄｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｎａｍｅｄＨＲＰ－ＣＨＲｉｓｐｒｏｐｏｓｅｄ．Ｆｉｒｓｔｌｙ，Ｔｈｅｒｏｕｔｉｎｇｐｒｏｔｏｃｏｌｓａｒｅａｎａ — ｌｙｓｅｄ，ｉｔｉｓｐｏｉｎｔｅｄｏｕｔｔｈａｔｔｈｅｅｎｅｒｇｙｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎｐｒｏｂｌｅｍｉｓｔｈｅｄｉｆｆｉｃｕｌｔｙｉｎｔｈｅｄｅｓｉｇｎｐｒｏｃｅｓｓ．Ｏｎｔｈｉｓｂａｓｉｓ，ａｎｏｎ－ｕｎｉｆｏｒｍ

WSN协议分类

WSN的路由协议分类2011年11月07日14:03 来源：本站整理作者：秩名我要评论(0) 目前国内外科研人员已设计了多种面向WSN的路由协议，将其分为四类：以数据为中心的、分层次的、基于位置的、基于数据流模型和服务质量（QoS）要求的。

（1）以数据为中心的路由协议此类路由协议是基于查询和目标数据命名之上的，通过数据融合减少冗余的数据传输。

①Flooding协议和Gossiping协议：这是两个最经典和简单的传统网络路由协议，在Flooding协议中，节点产生或收到数据后向所有邻节点广播，数据包直到过期或到达目的地才停止传播。

该协议具有严重缺陷：内爆（implosiON），节点几乎同时从邻节点收到多份相同数据；交叠（overlap），节点先后收到监控同一区域的多个节点发送的几乎相同的数据；资源利用盲目（resource blindness），节点不考虑自身资源限制，在任何情况下都转发数据。

Gossiping协议是对Flooding协议的改进，节点将产生或收到的数据随机转发，避免了内爆，但增加了时延。

这两个协议不需要维护路由信息，也不需要任何算法，简单但扩展性很差。

②SPIN协议：SPIN（sensor protocols for inf°rmatlon vla negotiation）协议节点利用三种消息进行通信：数据描述ADV、数据请求REQ和数据DATA。

该协议以抽象的元数据对数据进行命名，命名方式没有统一标准。

节点产生或收到数据后，用包含元数据的ADV 消息向邻节点通告，需要数据的邻节点用REQ消息提出请求，然后将DATA消息发送到请求节点。

该协议的优点是ADV消息减轻了内爆问题；通过数据命名解决了交叠问题；节点根据自身资源和应用信息决定是否进行ADV通告，避免了资源利用盲目问题；与Flooding 协议和Gossiping协议相比，有效地节约了能量。

其缺陷是：SPIN的广播机制不能保证数据的可靠传送，当产生或收到数据的节点的所有邻节点都不需要该数据时，将导致数据不能继续转发，以致较远节点无法得到数据；而当某sink点对任何数据都需要时，其周围节点的能量容易耗尽。

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- .-- WSN中的路由协议

主讲：彭菊萍组员：马小龙、任海英、王玉龙班级：兰州大学2008级计算机技术班 PPT构成 1、WSN的体系结构 2、路由协议的定义 3、WSN的特点及对路由设计的影响 4、路由协议的关键问题分析 5、路由协议的分类 6、典型路由协议一、WSN的体系结构

Node有四个基本组件构成 sensing unit processing unit Transceiver unit power unit 可能有的取决于应用程序需要的组件 location finding system：许多路由技术和传感任务需要精确获悉节点位置 power generator：在特定状况下需要提供长时间的电源支持 - .-- Mobilizer：需要移动节点到另一个地方执行指定的任务

The sensor networks protocol stack physical layer 实现简单、强壮的数据调制，发送、接收 MAC层考虑节点的通信环境噪声和节点的移动，且需要降低能量消耗，最小化和邻居节点的广播冲突.负责数据成帧，帧检测，媒体访问控制和差错控制 network layer 路由生成和路由选择 transport layer 数据流传输控制，是保证通信服务质量的重要部分 application layer 根据传感任务的不同，可以建立不同的application power management plane 管理传感器节点如何使用能源，各个协议层都要考虑节省 mobility management plane 监测并注册传感器节点的移动，维护到汇聚节点的路由，使node能动态跟踪其邻居节点的位置 task management plane 在一个给定的区域内平衡和调度监测任务

二、路由协议路由协议是WSN的关键技术之一，它负责将数据分组从源节点通过网络转发到目的节点主要包括两个方面的功能：寻找源节点和目的节点的优化路径将数据分组沿着优化路径正确转发与有线网络和蜂窝式无线网络不同，WSN中没有基础设施和全网统一的控制中心在这种无中心的环境下，路由可以看成分布式地获取网络拓扑信息，以一定准则计算路径并对路径进行维护的过程。

三、WSN的特点及对路由设计的影响网络特点是路由设计的主要依据，对网络特点的分析是进行协议设计的前提无线传感网络中，网络业务的最大特点是具有明显的方向性。为了实现信息采集的目的，WSN的网络业务大都发生在数据汇聚节点（sink）和普通的传感器节点之间，包括sink节点到传感器节点的下行业务（如查询指令下达）和传感器节点到sink的上行业务（如采集信息的回传）传感器节点之间的横向业务所占比例较小，主要是网络的控制信息和网内信息处理所需要的信息。无线传感器网络的一个基本理念是以大量低成本节点组网，通过节点之间的协作获得比单一的高精度、高可靠性和高成本的传感器更好的信息采集效果。单个传感器低能量和不可靠是无线传感器网络固有的，将对协议设计产生较大影响。从对路由协议设计影响的角度，归纳WSN的特点

1、形式多样的信息报告模式 WSN中信息报告模式分三类： a.事件触发：节点采集信息后判断，若超过一定的阈值，则认为发生了某种事件，需要立即上报，如用于预警的WSN b.周期的：节点定期把采集到的信息报告给sink。如野生动植物和环境监测WSN c.基于查询：node不主动向sink上报采集到的信息，而是等待用户查询，根据用户需要反馈信息。 d.混合模式：前三种的综合。如智能交通的WSN - .-- 不同的信息报告模式影响路由的触发机制

a.事件触发模式：从节能的角度，按需建立路由更恰当 b.周期报告模式：采用先应式的方法建立路由更加合适 c.基于查询模式：查询信息的本身就可以辅助建立路由

2、多对一和一对多为主的业务模式 WSN的主要业务是传感器节点把采集到的信息传给sink和sink向WSN下达查询命令，这是典型的多对一和一对多的模式。为了支持这种通信模式，WSN中很多路由协议建立具有树状结构的路由此外还有“地域多播（geocast）”的业务模式WSN中，用户可能对一个地理信息区域内的信息感兴趣，因此需要把查询和命令发送到该区域内的所有节点。以洪泛方式可以支持这种业务，但是开销太大。针对这种模式设计了以下一些路由协议： LBM：基于位置的多播协议 Voronoi diagram and convex hull based geocasting and routing：基于Voronoi图和基于凸包的地域多播协议 GEAR: geographical and energy aware routing

3、数据为中心的设计理念把WSN看成是一个大型的数据库，用户关心的是从这里得到什么信息，而不关心数据库中的哪个元素（node）提供了该信息该理念对网络层的一个重要影响是节点的地址分配一般情况下没必要为每个node分配全局唯一地址，node描述信息产生时间，地点和内容即可，统一编址，对大规模WSN开销过大特定情况，节点ID和位置具有一定绑定关系，可用ID代替位置。如工业检测WSN从实现多跳通信的角度，需要在局部标识不同的节点。该理念还影响分组转发的过程：WSN中，原始数据可能存在一定的冗余，在满足信息采集的要求前提下，可以在数据转发过程中对其进行修改，甚至把多个分组合并成一个分组，从而降低能耗

4、动态变化的网络拓扑

大部分的WSN中节点并不移动，造成网络拓扑变化的主要原因是节点的失效和存在不-

.-- 可靠性、非对称链路。为了节能和延长网络寿命，需要对网络进行休眠调度，会在一定程度上增加网络拓扑的动态性。在有些WSN中为了弥补节点失效造成的性能损失，进行再布设（re-deployment），也会使网络拓扑发生变化。有些WSN中的节点是可移动的，如医疗监测WSN，候鸟迁徙WSN，网络拓扑变化比较快

5、能量受限、结构简单的节点 Node大都由电池供电，电池体积小，能量有限且难以更换，许多场合需要WSN连续工作数年甚至更长。 Node结构简单，存储、处理、通信能力低，单个节点可靠性差。要求协议尽可能简单，具有容错性

6、密集布设的大规模网络 WSN通常密集布设大量节点，节点数量达到成千甚至上万。同时节点的密度也很高，有的情况下可以达到20个/m³ 这些使得协议的可扩展性变得十分重要

四、路由协议的关键问题分析

1、能量有效性提高能量有效性是WSN从硬件设计到软件开发都必须考虑的问题。从路由协议设计的角度有两种思路提高能量有效性： A 节能：寻找节能路由，减少路由建立和维护的控制开销，提高路由可靠性 B 能耗均衡：从空间上调度能量资源，使网络中节点能量均衡消耗

2、可扩展性可扩展性是指网络的性能不随着网络中节点的数量增加而有明显的下降两类重要策略： A 分层路由：网络分成若干层，低一层的群首构成高一层的网络。节点地位不同，首为局部控制中心，负责群内路由、信道接入、休眠调度等；大多数节点作为群成员其操作相对简单，控制开销较低 B 地理路由：地理位置信息实际上体现节点间相对拓扑关系，利用这一信息路由 - .-- 能很大程度上降低用于收集拓扑信息付出的开销，提高协议的可扩展性地理路由使用的前提是节点能获得自己和目的节点的地理位置信息对于节点有移动性，任意两个节点之间都可能进行通信的网络，为获得目的节点位置信息需不断更新位置信息，开销较大，地理路由的优势就不明显

3、数据传输可靠性数据传输的可靠性直接关系到WSN是否能给用户提供准确、全面和可靠的信息，而WSN中节点无线通信能力弱，应用环境复杂，实际的链路质量比较低。如何保证数据传输的可靠性是WSN路由设计中的一个关键问题影响WSN数据传输可靠性原因： A、无线信道上的碰撞导致分组无法正确接收 B、节点故障使路由不可用，导致分组丢失 C、链路不可靠，导致分组传输出错或丢失路由协议的解决策略： A、建立多路径路由： ①建立信源节点到目标节点的多条路径，选择最优路径作为主路径，其他路径为备份 ②使用多条路径发送原始分组的多个副本，即使其中一些传输丢失也不会影响端到端的可靠性 B、选择可靠链路

五、路由协议的分类几十种WSN路由协议，未统一分类标准一种分类方法（5类）： 1、基于聚簇的路由协议 LEACH, PEGASIS, TEEN等 2、基于地理位置的路由协议基于地理位置的距离贪心路由协议，基于地理位置的角度贪心路由协议，GEM，MAP， LCR等 3、以数据为中心的路由协议 DD，Rumor-routing，TTDD，支持查询的近似路由算法等 4、能量感知路由协议 Energy aware routing，GEAR,等 5、容错路由协议建立多条路径，重复传输数据包，基于编码的机会路由协议（MORE）等

六、典型的路由协议分析

1、泛洪路由(Flooding) 扩散法(Flooding)是一种传统的网络路由协议，不需要知道网络拓扑结构和使用任何路由算法