无线传感器网络的节能研究（本科毕业论文）(4)

第2章 无线传感器路由协议

2.1 无线传感器网络路由协议

路由协议负责将数据分组从源节点通过网络转发到目的节点，它主要包括两个方面的功能：第一，寻找源节点和目的节点间的优化路径；第二，将数据分组沿着优化路径正确转发。Ad hoc、无线局域网等传统无线网络的首要目标是高效的利用网络带宽，提供高质量的网络通信服务，这些网络路由协议的主要任务是寻找源节点和目的节点间通信延迟小的路径，同时提高整个网络带宽的利用率，避免产生通信拥塞并均衡网络流量等，而能量消耗问题不是这类网络考虑的重点。在无线传感器网络中，节点能量有限且一般没有能量补充，因此路由协议需要高效利用能量，同时传感器网络节点数目往往很大，节点只能获取局部拓扑结构信息，路由协议要能在局部网络信息的基础上选择合适的路径。传感器网络具有很强的应用相关性，不同应用中的路由协议可能差别很大，没有一个通用的路由协议。此外，传感器网络的路由机制还经常与数据融合技术联系到一起，通过减少通信量而节省能量。因此，传统无线网络的路由协议不适用于无线传感器网络。与传统网络的路由协议相比，无线传感器网络的路由协议具有以下特点：

(1) 能量优先。传统网络路由协议在选择最优路径时，很少考虑节点的能量消耗问题。而无线传感器网络中节点的能量有限，延长整个网络的生存期成为传感器网络路由协议设计的首要目标，因此需要考虑节点的能量消耗以及网络能量均衡使用的问题。

(2) 基于局部拓扑信息。无线传感器网络为了节省通信能量，通常采用多跳的通信模式，而节点有限的存储资源和计算资源，使得节点不能存储大量的路由信息，不能进行太复杂的路由计算。在节点只能获取局部拓扑信息和资源有限的情况下，如何实现简单高效的路由机制是无线传感器网络的一个基本问题。

(3) 以数据为中心。传统的路由协议通常以地址作为节点的标识和路由的依据，而无线传感器网络中大量节点随机部署，所关注的是监测区域的感知数据，而不是具体哪个节点获取的信息，不依赖于全网唯一的标识。传感器网络通常包含多个传感器节点到少数汇聚节点的数据流，按照对感知数据的需求、数据通信模式和流向等，以数据为中心形成消息的转发路径。