无线传感器网络路由协议

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1、无线传感器网络路由协议作者：重庆大学王伟锋李平重庆邮电大学李昭  时间：2006-08-21  来源:电子产品世界  浏览评论  推荐给好友  我有问题  个性化定制关键词： 0608_A 通讯 网络 无线 杂志_设计天地　　摘要：本文在简要地介绍了无线传感器网络体系结构的基础上，研究了当前主要的几种无线传感器网络路由协议模型，并进行了比较分析。　　关键词：无线传感器网络;路由协议　　引言　　随着传感器技术、嵌入式技术、分布式信息处理技术和无线通讯技术的发展，以大量的具有微处理能力的微型传感器节点组成的无

2、线传感器网络(WSN)逐渐成为学术界的研究热点问题。美国商业周刊和MIT技术评论在预测未来技术发展的报告中，分别将无线传感器网络列为21世纪最有影响的技术和改变世界的技术之一。与传统无线通讯网络AdHoc网络相比，WSN的自组织性、动态性、可靠性和以数据为中心等特点，使其可以应用到人员无法到达的地方，比如战场，沙漠等。因此，可以断定未来的无线传感器网络将有更为广泛的前景。　　无线传感器网络体系结构　　无线传感器网络体系结构[1]如图1所示,传感器网络通常包括传感器节点，汇聚节点和管理节点。传感器节点任意的

3、分布在某一监测区域内，节点以自组织的形式构成网络，通过多跳中继方式将监测数据传送到汇聚节点，最后通过Internet或其他网络通讯方式将监测信息传送到管理节点。同样的，用户可以通过管理节点进行命令的发布，告知传感器节点收集监测信息。　　　　图1无线传感器网络体系结构图　　传感器节点是一个具有信息收集和处理能力的微系统，集成了传感器模块、信息处理模块、无线通讯模块和能量供应模块。其结构体系如图2所示。　　　　图2传感器节点体系结构　　传感器模块负责监测区域内信息的采集和转换，信息处理模块负责管理整个传感器节

4、点、存储和处理自身采集的数据或者其他节点发送来的数据，无线通讯模块负责与其他传感器节点进行通讯，能量供应模块负责对整个传感器网络的运行进行能量的供应。　　传感器节点能量的供应是采用电池，节点能量有限，考虑尽可能的延长整个传感器网络的生命周期，在设计传感器节点时，保证能量供应的持续性是一个重要的设计原则。传感器节点能量消耗的模块主要是包括传感器模块、信息处理模块和无线通讯模块，而绝大部分的能量消耗是集中在无线通讯模块上，约占整个传感器节点能量消耗的80%。因此，目前提出的传感器节点通讯路由协议主要是围绕着减

5、少能量消耗延长网络生命周期而进行设计的。　　在无线传感器网络中，路由协议不仅关心单个节点的能量消耗，更关心整个网能量的均衡消耗，这样才能延长整个网络的生存期。同时，无线传感器网络是以数据为中心的，这在路由协议中表现的最为突出，每个节点没有必要采用全网统一的编址，选择路径可以不用根据节点的编址，更多的是根据感兴趣的数据建立数据源到汇聚节点之间的转发路径。目前提出了很多类型的传感器网络路由协议，就是基于上述的目的。　　无线通讯网络路由协议　　相对于传统无线通讯网络而言，传统无线通讯网络研究的重点放在无线通讯的

6、服务质量(QoS)上，而无线传感器节点是随机分布，电池供电，因此目前无线传感器网络路由协议的研究重点是放在如何提高能量效率上，当前流行的几个无线传感器网络的路由协议如下：　　泛洪协议　　泛洪(Flooding)协议[2]是一种传统的无线通讯路由协议。该协议规定，每个节点接受来自其他节点的信息，并以广播的形式发送给其他邻居节点。如此继续下去，最后将信息数据发送给目的节点。但这个协议容易引起信息的“内爆”(Implosion)和“重叠”(Overlap),造成资源的浪费。因此在泛洪协议的基础上，提出了闲聊(G

7、ossiping)协议。　　Gossiping协议　　Gossiping协议[6]是在泛洪协议的基础上进行改进而提出的。它传播信息的途径是通过随机的选择一个邻居节点，获得信息的邻居节点以同样的方式随机的选择下一个节点进行信息的传递。这种方式避免了以广播形式进行信息传播的能量消耗，但其代价是延长了信息的传递时间。虽然Gossiping协议在一定程度上解决了信息的内爆，但是仍然存在信息的重叠现象。　　SPIN协议　　SPIN(SensorProtocolforInformationviaNegotiation

8、)协议[7]是一种以数据为中心的自适应路由协议。SPIN协议的目的是：通过节点之间的协商，解决Flooding协议和Gossiping协议的内爆和重叠现象。SPIN协议有3种类型的消息，即ADC、REQ和DATA。　　ADC用于数据的广播，当某一个节点有数据可以共享时，可以用其进行数据信息广播。　　REQ用于请求发送数据，当某一个节点希望接受DATA数据包时，发送REQ数据包。　　DATA为传感器采集的数据包。　　在发送一个D