无线传感网路由协议的分析比较
无线传感器网络中的路由协议
无线传感器网络中的路由协议随着科技的不断发展，无线传感器网络（Wireless Sensor Network，WSN）已经逐渐成为了一种被广泛研究和应用的技术。
无线传感器网络拥有广泛的应用领域，如军事、环境监测、智能家居、健康管理等。
在这些应用中，无线传感器网络的安全、可靠性和生命稳定性是至关重要的。
为了保证上述三个要素，需要一个高效、稳定且可扩展的路由协议来管理无线传感器网络中的数据传输和路由决策。
无线传感器网络与传统的局域网和广域网不同，它不具有结构上的中心，而是由大量分散的节点构成，这些节点协同工作来达到目标。
由于节点之间的距离很近，数据包在此类网络中往往是通过多跳传输。
一个好的路由协议应当考虑网络中所有节点的负载以及能源消耗，尽可能地减少数据包的延迟和数据包的丢失。
这是无线传感器网络中的路由协议需要考虑的主要问题。
在无线传感器网络中，有三种主要的路由协议：平面机制、分层机制和混合机制。
1. 平面机制平面机制是指所有节点都属于同一层次，没有层次结构。
节点之间通过广播协议（如Flooding protocol）相互传递数据。
节点只需知道自己的邻居节点，数据包的传输是由遍布整个网络的节点负责的。
这种方法简单且易于实现，但会导致网络不稳定，易出现死循环和数据洪泛问题。
因此，在实际应用中很少使用。
2. 分层机制分层机制是指将节点按照其功能和自己所处的位置划分为不同的层次。
分层机制将一个大的无线传感器网络划分为多个小的子网络，每个子网络都有一个负责节点。
子网络之间通过中继节点进行通信，可以减少数据的传播距离和提高传输速率。
分层机制通常由三层组成：传感器层、联络层和命令层。
传感器层负责数据的采集与传输，联络层负责中继和路由，命令层负责网络控制和管理。
分层机制的优点是可以有效降低网络负载和节点的能源消耗，提高网络的生存率和稳定性。
常见的分层机制路由协议有链路状态广告协议(LSP protocol)、电子飞秋协议(EFQ protocol)等。
无线传感器
摘要无线传感器网络融合了片上科技、传感器科技与小功耗通讯这几个如今快速改进的优秀科技。
此类网络一般通过很多多点布置的传感器单元经过一定的形式组成，如今已大面积推广到国防、科技和环境监控等范围中。
伴随科技的逐步改进，无线传感器网络科技也会在物联网中发挥自身的特点。
因为传感器单个单元的运算量都有约束，怎样增加其有效活动周期是此研究的关键点。
文章对于无线传感器网络有关程序进行分析，把遗传算法使用到其系统当中，使用遗传算法处理繁复的平台改进算法的特殊特点，对其进行优化，寻求最佳途径来减少单个单元的运算量。
作者具体的研究内容如下：首先，针对无线传感器网络的开展状况和有关定义做出归纳；介绍了几类典型的路由协议，并提出了一种新的路由协议分类方法，按照节点数据的传播方式将路由协议分为广播式、坐标式和分簇式三种。
其次，针对各层级的单元来分析，对LEACH还有对应改善的、拓展的路由协约实现进程做出研究，某些协约也做出了模拟，评测了此类协约的优劣势。
再次，给出了一个根据遗传算法的无线传感器网络程序，把剩下的能量加入考虑的范围内，并且对提出的办法做了模拟，把其和非动态的算法比较，证实了新程序的先进性。
第四，在结合LEACH优点的基础上对其簇头选择、成簇过程以及簇间通信做了改进，并且把遗传算法作用在寻求功耗最小的信息传递途径。
最终对改良的程序做了模拟，和LEACH与某些相关的程序进行比较，证明了此程序的先进性。
关键词：无线传感器网络，拓扑控制，节能，遗传算法，LEACH第一章绪论1.1 研究背景及意义计算机技术、微电子技术以及网络技术的不断成熟促进着信息社会的不断发展，人类社会对于各种场合下信息采集和处理的需求也日趋强烈，为此促进了低功率传感器技术的发展，这种传感器相对廉价，具备体积小、能通过射频的方式相互连接的特性，它们能被大量投放于特定区域，以获取环境数据，进行环可靠性监控（包括生化检测、机械状态检测等），获得高精确度的传感信息并且经过一定的无线通讯形式传递信息。
无线传感器网络安全路由协议研究综述
无线传感器网络安全路由协议研究综述文章首先对无线传感器网络路由协议易受到的攻击方式进行介绍，并介绍相应防御攻击的安全机制。
其次简述几种典型的无线传感器网络安全路由协议。
最后指出无线传感器网络安全路由现阶段存在的问题。
标签：无线传感器网络；安全路由协议；安全机制引言无线传感器网络是由大量随机分布的传感器节点组成通过自组织的方式形成的网络。
随着无线传感器网络应用的不断发展，安全问题成为无线传感器网络研究的一个重要方向。
目前对无线传感器网络安全方面的相关研究有很多，其中对安全路由协议的研究是重中之重。
路由协议是否受到攻击会对无线传感器网络有一定的影响，因此保证路由协议的安全性是提高网络安全性的前提。
为了防御路由协议受到的攻击情况，需要设计具有良好扩展性且适合无线传感器网络特点的安全路由协议。
1 无线传感器网络路由协议的攻击方式因为传感器节点具有能量、通信能力和存储能力有限等特点，并且传感器节点在进行数据传输时，每个节点都可能是路由节点，这样就给攻击者提供了一定的条件对网络发起攻击。
主要的攻击方式有以下几种：1.1 虚假路由信息攻击者通过伪造节点间的路由信息，导致节点不能得到正确的路由信息。
这样的攻击方式，可以造成网络中出现路由环路或者增加端到端的延迟等问题。
1.2 选择性转发攻击攻击者对节点进行攻击后，控制节点在收到数据包后，不按正常的情况进行数据包的转发，有选择的进行转发或者直接拒绝转发数据包。
1.3 黑洞攻击攻击者通过一定的手段，例如声称自己电源充足、性能可靠等，吸引其周围的节点将其当成是下一跳节点，这样就形成了一个以攻击者为中心的黑洞。
1.4 女巫攻击攻击者通过伪造多种身份的节点对网络发起的攻击称为女巫攻击。
攻击者伪造的节点就是女巫节点，实际上并不存在的节点。
这些女巫节点的存在，让网络中的正常节点以为存在距离基站更近的节点，可以将信息传递给这些节点来减少自己的能量消耗。
1.5 虫洞攻击攻击者利用通过控制两个节点，让两个节点合作对网络发起的攻击，其中一个节点距离基站比较远，另一个节点就在基站附近，距离基站比较远的节点通过声称自己和基站附近的节点可以建立高效链路，吸引周围的节点将数据包转发给自己，这样的攻击方式叫做虫洞攻击。
无线传感器网络路由协议
无线传感器网络路由协议无线传感器网络（Wireless Sensor Network，WSN）是由大量低成本、低功耗的传感器节点组成的网络系统，用于感知和收集环境信息。
无线传感器网络的路由协议起着关键作用，它决定了数据在网络中的传输路径和方式，影响着整个网络的性能、能耗以及生存时间。
1. LEACH（Low-Energy Adaptive Clustering Hierarchy）是一种经典的层次化路由协议。
它将网络中的节点划分为若干个簇（Cluster），每个簇有一个簇首节点（Cluster Head）。
簇首节点负责收集和聚合簇内节点的数据，并将聚合后的数据传输给基站节点，从而减少了网络中节点之间的通信量，节省了能耗。
2. AODV（Ad Hoc On-Demand Distance Vector）是一种平面路由协议，适用于无线传感器网络中节点数量较少且网络拓扑较稳定的情况。
AODV协议通过维护路由表来选择最短路径，当节点需要发送数据时，它会向周围节点发起路由请求，并根据收到的响应建立起路由路径。
3. GPSR（Greedy Perimeter Stateless Routing）是一种基于地理位置的路由协议。
它通过利用节点的地理位置信息来进行路由选择，具有低能耗和高效的特点。
GPSR协议将整个网络划分为若干个区域，每个节点知道自己的位置以及周围节点的位置，当需要发送数据时，节点会选择最近的邻居节点来进行转发，直到达到目的节点。
除了以上几种常见的路由协议，还有很多其他的无线传感器网络路由协议，如HEED（Hybrid Energy-Efficient Distributed clustering）、PEGASIS（Power-Efficient Gathering in Sensor Information Systems）等，它们各自具备不同的优势和适用场景。
总之，无线传感器网络的路由协议在保证数据传输可靠性和网络能耗方面起着重要的作用。
无线传感器网络路由协议分析
南京邮电大学硕士研究生学位论文术语表术语表Adaptive Threshold sensitive Energy APTEEN 自适应敏感阀值节能型传感网络协议CDMA码分多址Code Division Multiple AccessCSMA 载波侦听多路访问Carrier Sense Multiple AccessDD 定向扩散Directed DiffusionGEAR 地理和能量感知路由Geographic and Energy Routing LEACH 低功耗自适应分簇协议介质访问控制Media Access ControlMCU 微控制单元Micro-Controller UnitPEGASIS Po-Efficient Gathering in SensorInformation System服务质量Quality of Service信息协商传感协议Sensor Protocol for Information viaNegotiationTCP 传输控制协议Transfer Control ProtocolTDMA 时分多址Time Division Multiple AccessTEEN 敏感阀值节能型传感网络协议Threshold sensitive Energy Efficient sensorNetwork protocol用户数据包协议User Datagram ProtocolWSN 无线传感器网络Wireless Sensor Network南京邮电大学学位论文原创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。
尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得南京邮电大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。
与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。
无线传感器网络的路由协议
路由协议概述
无线传感器网络的路由协议主要任务是确保数据由 源节点准确高效地传输到目的节点，即寻找数据的 最优路径以及沿最优路径发送数据。
能耗：WSN中，路由协议的制定受能耗的限制。 ◆邻居发现过程：邻居节点间交换信息会消耗能量，交换数据越 大，能耗越大。 ◆处理过程：数据传输过程的计算和通信会消耗能量，通信的能 耗大于计算。
能量感知路由
能量多径路由
主要过程
路径建立 建立从源节点 到目的节点的多 条路径 计算出各条路 径的选择概率
数据传输
对于接收到的 每组数据，节点 根据概率从所有 下一跳节点中选 择一个节点
路由维护
周期性从目的 节点到源节点进 行洪泛查询以维 护路径的有效性 和活跃性
能量感知路由
能量多径路由
路径建立具体过程
缺点
➢节点硬件需要支持射频功率自适应调整； ➢无法保证簇头节点能遍及整个网络； ➢分簇与簇头选举 要公平
分层路由协议
PEGASIS协议
◆PEGASIS协议是对于LEACH的一种改进，节点间不再组成簇，而 是组成链 ◆PEGASIS协议基本原理：
1.假定传感器节点是同构和相对静止的 2.节点通过发送能量递减的测试信号，确定相邻节点的位置 3.进而了解网络的全局信息 4.节点选择其最近的邻居作为链上的下一跳 5.节点只需维护自己上一跳和下一跳的邻居信息
分层路由协议
LEACH协议
网络按照周期工作，每个周期分为两个阶段：
◆簇头建立阶段： 节点运行算法，确定本次自己是否成为簇头（选簇）； 簇头节点广播自己成为簇头的事实； 其他非簇头节点按照信号强弱选择应该加入的簇头，并通知该
簇头节点； 簇头节点按照TDMA的调度，给依附于他的节点分配时隙；
无线传感网络中的路由协议选择技巧
无线传感网络中的路由协议选择技巧无线传感网络（WSN）是一种由大量节点组成的网络，用于收集、处理和传递环境数据。
节点之间的通信是通过无线信号进行的，因此在无线传感网络的设计中，路由协议的选择至关重要。
合适的路由协议能够有效地管理网络资源，提高网络的性能和可靠性。
本文将介绍无线传感网络中的路由协议选择技巧，并分析几种常见的路由协议。
1. 路由协议选择的考虑因素在选择适合的路由协议之前，需要考虑以下因素：1.1 网络拓扑：了解无线传感网络的拓扑结构是十分重要的。
根据拓扑结构的不同，选择相应的路由协议，以实现最佳的网络性能。
1.2 网络规模：无线传感网络中节点数量通常很大，因此选择能够在大型网络中扩展和适应的路由协议是至关重要的。
1.3 能耗：无线传感网络中的节点通常由电池供电，因此能耗是一个重要的考虑因素。
选择能够降低能耗的路由协议，延长网络寿命。
1.4 网络负载：根据网络负载的不同，选择相应的路由协议以实现负载均衡和数据优化的目标。
1.5 可靠性：无线传感网络通常应用于一些重要的应用领域，如环境监测、医疗和军事等。
因此，在选择路由协议时要考虑网络的可靠性，以确保数据的可靠传输。
2. 常见的路由协议2.1 LEACH（Low Energy Adaptive Clustering Hierarchy）LEACH是一种经典的无线传感网络路由协议。
它是基于集群的路由协议，将网络节点以集群的形式进行组织，每个集群有一个簿记节点负责协调和管理。
通过使用低能耗的簿记节点，LEACH能够有效地降低网络能耗，延长网络寿命。
2.2 AODV（Ad hoc On-Demand Distance Vector Routing）AODV是一种基于距离向量的路由协议，常用于自组织无线网络。
AODV通过建立和维护路由表来实现数据的传输。
它具有自主拓展性和快速重新路由的特点，并且适用于动态网络环境。
2.3 DSR（Dynamic Source Routing）DSR是一种无线传感网络中常用的动态路由协议。
无线传感器网络路由协议
浅析无线传感器网络路由协议[摘要]无线传感器网络作为计算，通信和传感器官项技术相结合的产物，目前成为计算机科学领域一个活跃的研究分支。
结合近年来国外的研究成果，着重从路由协议方面介绍无线传感器网络的研究现状，比较分析了flooding、gossiping、spin、directed diffusion等多种路由协议，指出了各自的特色。
[关键词]无线传感器网络、路由协议、flooding中图分类号：tn711 文献标识码：a 文章编号：1009-914x（2013）09-0044-021、引言无线传感器网络的研究起步于20世纪90年代末期，无线传感器网络作为一个全新的研究领域，在基础理论和工程技术两个层面向科技工作者提出了大量的挑战性研究课题。
无线传感网络的网络结构由三个主要部分组成[1]：传感节点，终端节点（sink）和观察对象，节点由四部分组成：（1）由微处理器或微控制器构成的计算子系统；（2）用于无线通信的短距离无线收发电路，即通信子系统；（3）将节点与物理世界联系起来，由一组传感器和激励装置构成的传感子系统；（4）能量供应子系统，包括电池和ac-dc转换器。
2、路由协议的分类网络数据传输离不开路由协议，无线传感器网络路由协议根据不同的角度可以进行不同的分类。
根据路由发现策略的角度，可分为主动路由和被动路由两种类型；根据网络管理的逻辑结构可将路由协议分为平面路由和分层结构路由两类[2][3]。
3、无线传感器网络中现有路由协议分析3.1 平面路由协议3.1.1 扩散法[4]（flooding）扩散法是一种传统的网络路由协议，如图1所示：一节点a希望发送一块数据给节点d，使用扩散法，节点a首先通过网络将数据副本传送给它的每一个邻居节点，每一个邻居节点又将其传输给各自的每一个邻居节点，除了刚刚给它们发送数据副本的节点a外。
如此继续下去，直到将数据传输到目标节点d为止或者为该数据所设定的生命期限变为零为止或者所有节点拥有此数据副本为止。
对几种重要的无线传感器网络路由协议的比较
对几种重要的无线传感器网络路由协议的比较【摘要】基于无线传感器网络的体系结构，本文针对当前几种主要的传感器网络协议展开研究。
本文我们重点研究了路由协议的能量高效性、可扩展性、鲁棒性和快速收敛性等几个方面的特性，结合各自协议的特点研究了几种协议在这些特性的表现上的差异。
最后，我们给出了比较的结果，以及对结果的分析。
【关键词】无线传感器网络；路由协议；比较0 引言无线传感器网络（wireless sensor network，WSN）是由部署在检测区域内的大量廉价微型传感器节点，形成一个多跳的自组织网络系统，使在小体积内集成信息采集、数据处理和无线通信等功能，实现协作感知、采集和处理网络覆盖区域中感知对象的信息，并提供给终端用户。
WSN 能够广泛应用于军事、环境检测和预报、健康护理、智能家居、建筑物状态监控、复杂机械监控、城市交通、空间探索、大型车间和仓库管理、以及机场、大型工业园区的安全检测和其他商业等，且将逐渐深入到人类生活的各个领域。
20世纪90年代提出的“普适计算”[1-2]，揭开了无线网络的序幕，21世纪里，随着微电子技术、计算技术和无线通信技术的进步，多功能传感器快速发展，使无线网络从畅想逐步走向现实。
无线网络引起了学术届、军界和工业界的极大关注，美国和欧洲相继启动了许多关于无线传感器网络的研究计划，特别是美国通过国家自然基金委、国防部等多种渠道投入巨资支持传感器网络技术的研究，进而使无线传感器网络成为目前研究热点[4-5]。
1 无线传感器网络的组成WSN通常由数据获取节点、数据分布网络和信息处理中心三部分组成的。
其主要组成部分是集成有传感器、数据处理单元和通信模块的传感器节点，各节点通过协议自组成一个分布式网络，再将采集来的数据通过优化后经无线电波传输给信息处理中心，如图1所示。
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[3]。
无线传感器网络路由协议分析
（）硬件资源有限 。节点 由于 受价格 、体积 和功耗的 ３
限制，其计算能 力、通信 能力、程 序空间和内存空间比普
通 的计算机功能要 弱很 多。这一点 决定了在节点操作系统 设计 中，协议层次不能太复 杂。
在本 文 中，基 于无线传感 器 网络路 由协 议 的应 用相
关特 性，将这些协议分 为：平 面路 由协议 、层次化协议 以
及地理位置路 由协议，来加以分析 。
３１ 平面 路由协议 ．
在这 类协 议 中，所有节 点不 分层次 ，所 以称 为平 面 协 议，工作 时一般ｓｎ ｉｋ节点向特定 区域 的节点发 出查询命 令 ，该 区域 内的节点 收到查询 命令后，ｉ ｉｋ 点发送数 ￣ｓｎ 节
据。
节点 数量众 多，所 以多是微型的， 电池 的容量一般十分有 限。ＷＳＮ的节 点节能要 求远 比普通Ａｄ ｈ ｃ 点要 求高， ｏ节 因此在传感器网络设计过程 中，任何技 术和协议 的使 用都 要以节能为前提 。
（ ）Ｆｏ ｄｎ 与Ｇ０ ｓｐｎ １ Ｉｏ ｉ ｇ ｓ ｉｉｇ 它们 是 传 感 器 网络 应 用 最 早最 简 单 的 路 由协 议 ，
器 网络 的特点如下：
协议可 以根据网络结 构的不 同，分 为平 面路 由协议 、层次
化协议 以及地理位置路 由协议；也可 以依据协议算法 的不
同，分 为基于 多路选 择 的路 由协 议 、基于查 询 的路 由协
圜 困 回 国 圆
议 、基于协商的路 由协议 、基于Ｑｏ Ｓ的路 由协议 等；还可 以由信息源如何找寻发包 的路径 ，将各协议分 为主动式路
络。
无线传感器网络路由协议的比较研究
２无 线传感器 网络 的体 系结构
２１ 线 传感 器 的网 络结 构 ．无
一
设计主要考虑以下几条因素 ：） ｆ 能量 高效 性 。能 量 的有 效 利 用 仍 １
是 最 重 要 的 原 则 ， 感 器 网络 路 由协 议 不 仅 要 选 择 能 量 消 耗 小 的 传 路 径 ， 且 要 从 整 个 网 络 的角 度 来 考 虑 ， 择 使 整 个 网 络 能 量 均 而 选
通 信 模 块 的 能 量 消 耗起 着 至关 重 要 的影 响 ， 此设 计 一 个 良好 的 因 路 由协 议 对 ＷＳ 的发 展起 着至 关 重 要 的 作用 。ＷＳ Ｎ Ｎ路 由协 议 的
同 现 有 的 各 种 网络 协 议 的设 计 有 较 大 的 不 同 之 处 ， 而 面 临着 各 种 新 的 挑 战 。 在协 议栈 的众 多 协 议 中 ， 网络 层 的路 由协 议 的算 法 研 究作 为一 项 关 键 技术 已成 为 目前研 究 的热 点
３１ 由协 议设 计 的原 则 ．路
与 传 统 网 络 的 路 由协 议 的 目的一 样 ． 由 协 议 主要 是 解 决 如 路 何 将 信 息 从 信 息 源 传输 到 目的地 ， 于 ＷＳ 对 Ｎ来 说 ， 就 是 在 传感 也
器节点与汇 聚节点之间建立路 由 ． 为用 户 可 靠 地 传 递 数 据 。 即确
维普资讯
・
网 络 通 讯 与 安 全 。 。
无线网络的研究——无线传感器网络路由协议的研究的开题报告
无线网络的研究——无线传感器网络路由协议的研究的开题报告一、背景随着物联网技术的飞速发展和无线传感技术的广泛应用，无线传感器网络成为了一个研究热点，其在环境监测、智能家居、军事侦察等领域具有广泛的应用前景。
无线传感器网络是由大量无线传感器节点组成的一种分布式自组织网络，由于其功耗、尺寸等硬件限制，其节点一般采用电池供电，因此节点的能量管理是网络维护中不可忽视的重要问题。
同时，节点之间的通信链路也受到多种因素的干扰，包括信号弱化、遮挡、多径传播等，因此网络中节点之间的数据传输、路由选择、拓扑控制等问题是无线传感器网络研究中的热点和难点。
因此，无线传感器网络通信协议中的一种重要部分就是路由协议，它负责解决节点之间的通信问题。
目前已经有许多路由协议被提出，在应对不同的应用场景和通信需求的同时，也存在着各自的局限性和优势。
因此，对于路由协议的研究和优化是无线传感器网络研究中的热点和难点。
二、研究目的及意义无线传感器网络路由协议的研究的主要目的就是解决节点之间的通信问题，实现网络中数据的有效传输和能量的高效利用。
合理的路由选择能够降低节点之间的通信延迟和消耗，有利于提高网络传输效率和能源利用率。
因此，无线传感器网络路由协议的研究对于优化网络性能，延长节点寿命以及扩展网络应用具有重要的意义。
三、研究内容1. 对无线传感器网络路由协议的现状及发展趋势进行综述，分析现有路由协议的优缺点。
2. 深入研究几种领先的无线传感器网络路由协议，如LEACH、PEGASIS、TEEN 等，分析其设计思想、工作原理和性能指标。
3. 在结合以上分析的基础上，提出适合特定应用场景的超低功耗、高能效的无线传感器网络路由协议。
4. 通过仿真实验验证所提出的无线传感器网络路由协议的性能表现，包括能源消耗、带宽利用率和数据传输效率等指标，并与现有的几种路由协议进行对比评估。
四、预期成果1. 对当前无线传感器网络路由协议的发展情况及优劣进行详细综述。
无线传感器网络路由协议的研究毕业论文
energy multiplex paths routing theory
毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明
原创性声明
本人重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作与取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得与其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了意。
1.1
近年来，微处理器和无线通信技术的不断进步产生了能够进行局部信息处理和无线通信的分布式设备，这种体积小、价格低廉且低能耗的节点被称作传感器节点。每个传感器节点仅能进行有限的信息处理，但是大量节点相互协作就可以详细观测一个给定的物理环境。大量这样的传感器节点通过无线通信技术自组织构成了无线传感器网络。无线媒介可以是红外设备或者无线电等。与传统的网络不同，无线传感器网络是依靠密集的散布以与相互协作来完成它们的任务。
1.低能耗。低能耗的要求基于两种原因:一是由于传感器节点的体积小，因此能量供给有限;二是由于传感器网络的工作环境往往难以更新电池或因更新代价大而不可操作。节点的能耗大小对无线传感器网络的生存时间具有重大影响，是其核心优化目标之一。
2.可扩展。由于传感器节点可能非常多，因而要求其应用的各项技术能有效用于大规模网络。
无线传感器网络是从传感器网络开始的，传感器网络经历了如图1-1所示的发展历程。第一代传感器网络出现在20世纪70年代。使用具备简单信息信号获取能力的传统传感器，采用点对点传输、连接传感控制器构成传感器网络；第二代传感器网络，具备获取多种信息信号的综合能力，采用串，并接口(如Rs-232、RS-485)和传感控制器相联，构成有综合多种信息的传感器网络；第三代传感器网络出现在20世纪90年代后期和本世纪初，用具备智能获取多种信息信号的传感器，采用现场总线连接传感控制器，构成局域网络，成为智能化传感器网络；第四代传感器网络正在研究研发，现在成形并大量投入使用的产品还没有出现．用大量的具备多功能多信息信号获取能力的传感器，采用自组织无线接入网络，和传感器网络控制器连接，构成无线传感器网络。本文所介绍的无线传感器网络就是指第四代传感器网络。
无线传感器网络路由协议综述
混合 式 。 先验 式路 由协 议 中 ，所 有 的 路 由都 经 过 预 先 计
算 ，然ห้องสมุดไป่ตู้根据 需要选用 响应式路 由只在 需要发起时才 按需计算路由 ； 混合式路由为两种方法的组合。 （ 根 ３）
据 传 输 过 程 中采 用 路 径 的 多 少 ，可 分 为单 路 径 路 由协 议 和 多路 径 路 由协 议 。 前 者 只采 用 一 条路 径 进 行 传 输 ，优
传输和 处理 能力均十分有限 ，需要高效 的网络资源管理
手 段 ：五是 无 线 传 感器 网 络节 点通 信 高能 耗 ，数 据 计 算
低 能耗。
无线 传 感 器 网 络 的 上述 特 点 使 得 其 不 能 直 接 采 用众
由协 议 中 ，所 有 节 点 的地 位 是 平 等 的 ，分 等 级 路 由协 议 中 ，节 点 角 色 不 同 ；位 置路 由协 议 中 ，节 点 的 位 置被 用 来 发 送 数据 。 （ 根 据 如何 获 得 从 源 到 目的 的路 由 ， ２）
点是节约存储空间 ，适合 数据通信量少 的情况下采用后
者 可 从 众 多 路 由 中 选 择一 条最 佳 路 由 ，鲁棒 性 强 ，具 有
一
定 的容 错 性。
４典型路 由协议分析 ．
４ １ ｌｏ ｉｇＪ＇ ． Ｆｏ ｄ Ｓ， ｎ ／ ￣
冗余 大等特 点 ，其 路 由协 议 的设计应 考虑 几个 关键 因
７ ８
ｌＨ。ＥＥ交 ＡＦＲ 流 ＥＮ 。 经 ｘＧＥＥ 验 ｃＥＰｃ ×Ｎ
表 １无 线传 感器 路由 协议 的特 点比较 ：
Ｓ ｉ ｏ ｎ Ｄ Ｄ Ｒ ｍ ｕ ｏｒ Ｇ Ｓ Ｐ Ｒ Ｌ Ａ Ｈ Ｐ Ｑ＾ Ｉ Ｅ Ｃ Ｅ ｓＳ Ｔ ｅｎ ｅ
无线传感器网络中的路由协议研究
无线传感器网络中的路由协议研究近年来，无线传感器网络（Wireless Sensor Network，简称WSN）正在被广泛应用于工业自动化、环境监测、智能交通等领域，成为新一代信息化技术的重要组成部分。
在WSN中，路由协议是数据传输的关键。
因此，无线传感器网络中的路由协议研究备受关注。
一、路由协议的定义和分类路由协议是指在一定的路由算法和路由协议信令的基础上，为数据在网络中寻找目的地址并传输的一种协议。
根据其设计的目的和方法不同，路由协议可分为集中式和分布式两种。
集中式路由协议将网络中的路由计算统一由中央节点完成，然后将路由表分发给其他节点。
分布式路由协议则是将路由计算过程分散到每个节点，并通过节点间的通信实现路由信息的交换。
在WSN中，采用分布式路由协议的情况比较普遍。
根据具体的路由算法不同，路由协议又可分为无层次、平面层次和分层三种。
无层次路由协议没有明显的层次结构，每个节点都可以进行路由计算和信息交换。
平面层次路由协议将网络分为若干平面，每个平面内的节点路由计算方式相同，不同平面间的节点需要交换路由信息。
分层路由协议则将网络划分为若干层次，每个节点只在本层次内进行路由计算，通过层间协作实现信息传输。
二、套路协议的性能指标路由协议的优劣可以通过一系列性能指标来评价。
主要包括：1. 能耗：WSN中的节点往往是由一小块电池供电，因此能耗是路由协议性能评价的重要指标之一。
2. 延迟：WSN中经常要求实时性很高，因此数据的运输时间成为了路由协议性能的重要方面。
3. 数据传输可靠性：WSN中节点的故障率较高，同时因为环境受到各种干扰，数据包丢失或重传的情况较为常见。
因此，保证数据传输可靠性是路由协议的重要目标。
4. 网络拓扑结构：路由协议的设计包括网络拓扑结构的策略，如何将路由表分发到各个节点，拓扑结构的影响因素有节点通信距离、信道带宽等。
三、常见的路由协议1.LEACH（Low Energy Adaptive Clustering Hierarchy）：LEACH是WSN中应用性最广泛的集群协议，它采用分层结构以及分簇的方式降低整个网络的能耗，并利用定期轮换簇的方法来防止单个节点过早的能量耗尽。
无线传感网络路由协议
无线传感网络路由协议无线传感网络（Wireless Sensor Networks，WSNs）是一种由大量分布式的传感器组成的网络，能够实时采集和传输环境信息。
在WSNs 中，传感器节点通过路由协议进行通信，将数据从源节点传输到目的节点。
因此，路由协议在WSNs中起着至关重要的作用。
本文将探讨无线传感网络路由协议及其相关问题。
一、无线传感网络路由协议的基本原理无线传感网络路由协议的基本原理是将传感器节点之间的数据传输通过多跳方式进行。
每个传感器节点都具有有限的通信范围，无法直接与目的节点通信，而是通过与相邻节点进行通信，逐跳传输数据。
路由协议的目标是寻找最佳的传输路径，使得数据能够高效地从源节点传输到目的节点。
二、无线传感网络路由协议的分类根据路由协议的设计思路和目标，无线传感网络路由协议可以分为以下几类：1. 层次化路由协议：层次化路由协议将传感器节点划分为若干层次，每个层次中的节点具有相同的任务或功能。
不同层次之间通过特定的路由算法进行通信。
层次化路由协议可以提高网络的可扩展性和能力。
2. 平面路由协议：平面路由协议假设传感器节点具有相同的功能和任务，并且彼此之间没有明确的层次结构。
节点之间通过路由表进行通信，通过自适应算法动态地更新路由表，选择最佳的传输路径。
3. 基于位置的路由协议：基于位置的路由协议利用传感器节点的位置信息来确定传输路径。
根据节点的位置关系，选择离目标节点最近或具有最佳传输条件的节点作为中继节点。
4. 基于能量的路由协议：由于传感器节点的能量资源有限，基于能量的路由协议考虑节点能量消耗和剩余能量等因素，选择最佳的传输路径，以延长网络的生命周期。
三、无线传感网络路由协议的挑战和解决方案在无线传感网络中，路由协议面临着许多挑战，如节点能量消耗、网络拓扑变化、网络安全等。
为了解决这些问题，研究者提出了一系列的解决方案。
1. 路由协议优化：通过改进路由协议的设计和算法，减少路由路径的长度和跳数，降低能量消耗，提高网络的性能。
无线传感器网络路由的比较
包 括 ：① 多层 聚类算 法 ，是 一种 新 的聚类 实现 机 制， 网络 中 的传 感器 节点分 为不 同 的层次 ， 节点 通 过竞 争获 得提 升高层 的机会 ，然 而复 杂 的层 次关
法的特殊性等 。 因此 ， Ｎ的网络协议 的设计与 目 ＷＳ
前 现 有 的各 种 传 统 网 络 协议 的设 计 有 较 大 的 区
别， 从而 要根据 ＷＳ 的 自身特点进 行设计 路 由协 Ｎ
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究
Ｉ 接 收器 节 点 ； 簇 头节 点 ； ◆
ｏ 传 感 器 节点 。 图 １ 无 线传 感 器 网 络 体 系 结构
器 网络将逻辑 上 的信息 世界 与客观上 的物理 世界 的融合 ， 变了人类 与 自然界 的交互方 式 ， 改 因而它 具有广 泛的应 用前景『 美 国商业周刊和 ＭＩ Ｉ ｌ 。 Ｔ技术
知周 围环境 的发 生事件 ， 以及采集 数据信 息 ， 并且 立 即把数 据传送 给它 的簇 头节点 。簇 头 节点把 跟 它连接 的传感器 节点 的信 息融合 处理后 ，发送 给 接收器 节点 ，然后 接收 器节点把数 据进 一步融 合
接
１２ 网络协议栈 ．
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随着 人们 的深 入研 究发 现 无线 传感 器 网络 协
大学 在 职 硕 士 研究 生 ， 究 方 向为 无 线传 感 器 网络 。 研
胡 克 满 等 ： 线 传 感 器 网络 路 由 的 比较 无
议 主要 包括 物理 层 、 据 链路 层 、 数 网络 层 、 输 层 传 和应用层 上的协议 。同时 ， 议栈还 包括能量 管理 协 平 台、 动管理平 台及 任务管 理平 台。传感器 能量 移 的有 限使得 研究 节能成 为无 线传 感器 网络 设计 中
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无线传感网路由协议的分析比较
摘要：无线传感网技术是对当今经济和社会进步发挥重要作用的技术，对于现代军事、信息技术、制造业等多个重要的领域产生着巨大的影响。
而无线路由协议则是无线传感网研究中的热点问题。
文章对于几个典型的平面路由协议和分层路由协议进行了介绍，分析了它们各自的利弊，并对它们进行了比较。
关键词：无线传感网；路由协议；传感器节点
1 无线传感网概述
无线网络即使用无线传输介质的网络。
目前有两种无线网络，基础设施网络和对等网络。
基础设施网络的无线终端需要配置无线网卡，并通过接入点（ap）连接入网。
对等网络即ad hoc网络，不需要ap的支持，终端设备之间可以直接通信。
无线ad hoc网络又可分为两类，移动ad hoc网络和无线传感器网络。
前者的终端是快速移动的，后者的结点是静止的或者移动很慢。
无线传感网由大量的静止或移动的传感器组成，它们以自组织和多跳的方式构成无线网络，相互协作以探测、处理和传输网络覆盖区域内感知对象的监测信息，并报告给用户。
无线传感器网络技术在军事应用、智能家居、环境监测、建筑物质量监控、医疗护理等各个方面都有广泛应用[1]。
无线传感网的系统结构包括监测区域（sensor field）、传感器节点（sensor node）和汇聚节点（sink node）[2]。
监测区域中包含了各种需要采集数据的观察对象；传感器节点用于采集观察对
象的相关数据，并将处理后数据传给汇聚节点；汇聚节点用于收集由传感器节点传递来数据，并将数据传送到远程中心进行集中处理。
2 无线路由协议
无线路由协议是无线传感网研究中的热点问题。
无线传感网的路由协议负责在源节点和目的节点之间可靠地传输数据，包括路由选择和数据转发两个功能。
根据网络的拓扑结构是否有层次，可以将路由无线路由协议分为平面路由协议和分层路由协议[3]。
2.1 平面路由协议
平面路由协议适用于具有平面结构的网络，所有节点之间地位平等，协议相对简单。
源节点和目的节点之间一般存在多条路径，可共同承担网络负荷，通常不存在瓶颈，网络具有较强的健壮性。
然而，节点的组织、路由的建立、控制与维持所产生的开销需要占用较大的带宽，从而影响网络数据的传输速率。
另外，当网络规模较大时需要损耗很大的能量，并且网络的可扩展性较差。
因此，平面路由协议只适用于规模较小的网络。
2.1.1 flooding协议。
flooding（洪泛）路由协议是最早也是最简单的路由协议，节点接收到消息后以广播形式转发给所有相邻的节点，直到数据包到达目的节点（成功）或跳数达到最大值（丢弃）。
此协议的优点是协议简单，节点只负责无条件地转发数据包，不需要维护网络拓扑及相关路由算法，但也因此造成效率不高。
另外，节点如果几乎同时从邻居节点收到多份相同数据会产生广播风暴；
节点如果先后收到监控同一区域的多个节点发送的几乎相同的数
据会产生交叠；节点不考虑自身资源限制，在任何情况下都转发数据会造成资源的盲目利用。
2.1.2 grossing协议。
grossing（闲聊）路由协议在flooding 协议的基础上进行了改进，节点对于产生或收到的数据并不是无条件转发，而是随机转发，因此在一定程度上解决了flooding协议广播风暴的问题。
但是随机转发数据增加了信息传输的平均时延，导致传输速度变慢，并且无法解决部分交叠和盲目利用资源问题。
2.1.3 spin协议。
spin（信息协商传感协议）是一种自适应路由协议，通过协商机制解决了广播风暴的问题。
节点不广播完整的采集数据信息，而是先广播数据的属性描述信息（元数据）。
只有当其他节点有相应的数据请求时，才有目的地向其发送完整数据信息。
因此在spin协议中需要定义三种类型的消息，adv、req和data。
adv即广播的元数据，req用于请求发送数据，data即完整数据信息。
2.2 分层路由协议
分层路由协议适用于分层结构网络，网络被划分成多个簇。
每个簇按照一定规则选举一个簇头，其它为簇成员。
簇头节点不仅负责所管辖簇内数据的收集和处理，还负责负责簇间数据的转发，而簇成员只负责数据的采集。
2.2.1 leach协议。
leach（低功耗自适应聚类）协议的基本思想是通过等概率地随机循环选择簇头，将整个网络的能量负荷平均分
配到每个传感器节点[4]。
在leach协议中，各个节点可以机会均等地成为簇头节点，实现了负荷分摊，降低了网络能量耗费、延长了网络生命周期。
但是不是每个节点都能与汇聚节点直接通信，扩展性差，不适合大规模网络。
同时，协议没有考虑到簇头节点的均匀分布，有可能某个区域簇头节点较集中，而其他区域没有任何簇头。
另外，频繁选举簇头引发的通信量耗费了能量。
2.2.2 teen协议。
teen（阈值敏感的高效节能传感器网络协议）是在leach的基础上发展而来的，只是在数据传送时采用了不同的策略。
该协议设置了硬、软两个阈值，在每次新簇头产生时将它们广播出去。
节点监测到的数据第一次超过硬阈值时，就把此数据设为新的硬阈值，并在下一个时隙发送给簇头。
然后只有当监测到的数据超过硬阈值并且监测数据的变化幅度大于软阈值时，节点才会传送最新的监测数据，并将它设置为新的硬阈值。
通过调节两个阈值的大小，可以在精度要求与系统能耗之间取得平衡。
并且可以监视一些突发事件和热点地区，减少了不必要的数据传输。
但是门如果限值始终达不到，节点就不会和簇头通信，用户将无法得到任何数据。
另外，节点监测到合适的数据会实时传输，但是采用tdma方式会导致数据延迟。
2.2.3 pegasis协议。
pegasis（传感信息系统的节能积聚）并不是严格意义上的分层路由协议，但借鉴了分簇算法的思想。
各传感
器节点选择最近的邻居节点形成链，并采用一定的算法选举链首，链首与汇聚节点可直接通信。
协议利用令牌来控制各节点的数据沿链传送到链首，在传送过程中可聚合数据，再由链首传递给汇聚节点。
当链两端的数据都传送完成时，开始新一轮选举与传输。
3 无线路由协议性能比较
由上可知，各路由协议各有利弊。
下面协议的路由结构、生存时间、节点定位、健壮性、可扩展性、节能性、节点移动性等方面进行总结。
从表中可以看出，平面路由协议较为简单，适用于小型网络，而分层路由协议性能较好，适用于大型网络。
4 结束语
文章首先介绍了无线传感网的概念、系统结构和特点，然后将无线路由协议分为平面路由协议和分层路由协议，并介绍了几种典型的无线路由协议，并对它们的优缺点进行了分析。
最后对几种路由协议从各个方面进行了比较。
参考文献
[1]余成波，李洪兵，陶红艳.无线传感器网络实用教程[m].北京：清华大学出版社，2012.
[2]李建中，李金宝，石胜飞.传感器网络及其数据管理的概念问题与进展[j].软件学报，2003（3）.
[3]崔逊学，左从菊.无线传感器网络简明教程[m].北京：清华大学出版社，2012.
[4]gaurav gupta， mohamed younis. load-balanced clustering of wireless sensor networks[j]. proceedings of the 2nd acm international symposium on mobile ad hoc networking & computing.2003.
作者简介：石瑞华（1983-），女，江苏苏州人，硕士，苏州工业职业技术学院讲师，研究方向为通信技术。