無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )路由協(xié)議與改進(jìn)

1 引言
無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )WSN(Wireless Sensor Network)是傳感器、通信和計算機3種技術(shù)相結合的產(chǎn)物，南于無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )將邏輯信息世界與客觀(guān)物理世界融合在一起，改變了人類(lèi)與自然界的交互方式，因而具有廣泛的應用前景。無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )具有很多不同于傳統網(wǎng)絡(luò )的特點(diǎn)，如能量嚴重受限、拓撲結構頻繁變化等。因此，WSN網(wǎng)絡(luò )協(xié)議的設計同現有各種網(wǎng)絡(luò )協(xié)議的設計大不同，因而面臨著(zhù)各種新的挑戰。在協(xié)議棧的眾多協(xié)議中，網(wǎng)絡(luò )層路由協(xié)議算法作為一項關(guān)鍵技術(shù)已成為目前研究的熱點(diǎn)。

2 無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )的路由協(xié)議
由于WSN路由協(xié)議分類(lèi)標準有很多，因此路由協(xié)議的分類(lèi)方法也多種多樣。根據路由協(xié)議不同的工作原理將路由協(xié)議劃分為兩種類(lèi)型，并分析每種類(lèi)型的典型路由協(xié)議。
2．1 平面路由
平面路由認為傳感器網(wǎng)絡(luò )中的各節點(diǎn)具有相同的功能和平等的角色，節點(diǎn)或將自己的事件檢測結果主動(dòng)報告給其他節點(diǎn)，或者是其他節點(diǎn)向檢測事件的節點(diǎn)發(fā)出查詢(xún)信息，數據傳輸通過(guò)多節點(diǎn)的多跳路由協(xié)作轉發(fā)完成。信息協(xié)商傳感器SPIN(Sensor Protocols for Information via Negotiation)是平面路由中第一個(gè)以數據為中心的算法，通過(guò)節點(diǎn)問(wèn)的協(xié)商機制減少數據冗余和能量損耗。SPIN是一種基于協(xié)商機制的以數據為中心的路由算法，SPIN先對節點(diǎn)收到的數據的特點(diǎn)進(jìn)行高層次的抽象，形成描述節點(diǎn)收到數據特點(diǎn)的元數據(meta-data)。在轉發(fā)收到的數據前，節點(diǎn) A先用元數據與相鄰節點(diǎn)B進(jìn)行協(xié)商，發(fā)送ADV信號判斷節點(diǎn)B是否需要該數據(圖la)。如果節點(diǎn)B對元數據代表的數據有需求，就發(fā)出反饋信號REO(圖 lb)。否則就丟棄該ADV信號，然后節點(diǎn)A就將數據DATA轉發(fā)給節點(diǎn)B(圖lc)。節點(diǎn)B收到從節點(diǎn)A轉發(fā)來(lái)的數據后，采用與節點(diǎn)A相同的處理方法。先用元數據與其相連的所有節點(diǎn)協(xié)商是否需要該數據，發(fā)送ADV信號(圖1d)。如果節點(diǎn)有需求則回復REQ信號，無(wú)需求則直接將ADV信號丟棄(圖 1e)，然后節點(diǎn)B將向所有回復REQ信號的節點(diǎn)發(fā)送數據DATA(圖1f)。