无线传感器的定向扩散
无线传感器网络路由协议及安全问题研究
２ 无线 传 感器 网络 受到 的威胁
２１无线信道的不安全 ． 无线传感器 网络 的无线信道是开放 的， 它是一个广播介 质 ，攻击者可 以很容易的通过无线信道偷听和截取数据 。 ２２ 节点资源限制 ． 传感器节 点的 Ｃ Ｕ，内存 ，带宽 的资源有 限，尤其是 Ｐ
研 究与 设计
微型 电脑 应 用
２０ ０８年 第 ２ ４卷第 ｌ 期 ｌ
节 点保持一个估 计成本和 一个通过邻 居节点到达 目的地的 学 习成本 。 估计成本包含残余能量和到达 目的地的距离。学 习成本是 网络 中由于路 由空洞而产生的估计成本 。 空洞是指 没有邻居节 点比 自身更接近 目的地 。 点根据估计成本和学 节 习成本选择下一跳路 由。 ＡＥ 中包含两种状态：一是将数 Ｇ Ｒ 据传播至 目的区域 ；二是在 目的区域 内散步数据 。 Ｅ Ｇ Ａ 在 Ｒ 选 择下一跳路 由时要考虑 邻居节 点的能量和距离 目的区域 的距离 。 安全性分析 ： Ｇ Ａ 路 由协议将节点的位置信息作为依据之一 ， Ｅ Ｒ 攻击 者就可 以伪造位置信 息实现女巫攻击 （ｙ ｉａｔ ｋ ６ Ｓ ｂｌ ｔ ｃ ）【，如 ａ Ｊ 图 ４所示 。 Ａ 的另一个依据是剩余能量 ， ＧＥ Ｒ 攻击者就能谎 称 自己有最大 的能量 并对外广播这个消息 ， 邻居节 点把它作 为下一跳而 路由发送给它数据 。
趣传遍整个 网络后 ， 就在传感器节点和汇聚节点 间建立梯度
场 。通过兴趣和梯度就可 以在节 点和汇 聚节 点间建立路径 。 当建立几条路径后选择一条路径增 强。 目标数据则沿这条加
的路 由协议都相对简单 ， 本文对几种主要 的路 由协议安全性
无线传感器网络试题库附答案
无线传感器网络试题库附答案《无线传感器网络》一、填空题（每题4分，共计60分）1.传感器网络的三个基本要素：传感器、感知对象、用户(观察者)2.传感器网络的基本功能：协作式的感知、数据采集、数据处理、发布感知信息3、3.无线传感器节点的基本功能：采集数据、数据处理、控制、通信4.无线通信物理层的主要技术包括：介质选择、频段选取、调制技术、扩频技术5.扩频技术按照工作方式的不同，可以分为以下四种：直接序列扩频、跳频、跳时、宽带线性调频扩频6.定向扩散路由机制可以分为三个阶段：兴趣扩展阶段、梯度建立阶段、路径加强阶段7.无线传感器网络特点：大规模网络、自组织网络、可靠的网络、以数据为中心的网络、应用相关的网络8.无线传感器网络的关键技术主要包括：网络拓扑控制、网络协议、时间同步、定位技术、数据融合及管理、网络安全、应用层技术9.IEEE标准主要包括：物理层。
介质访问控制层10.简述无线传感器网络后台管理软件结构与组成：后台管理软件通常由数据库、数据处理引擎、图形用户界面和后台组件四个部分组成。
11.数据融合的内容主要包括：多传感器的目标探测、数据关联、跟踪与识别、情况评估和预测12.无线传感器网络可以选择的频段有：_800MHz___915M__、、___5GHz13.传感器网络的电源节能方法：_休眠（技术）机制、__数据融合14.传感器网络的安全问题：(1)机密性问题。
(2)点到点的消息认证问题。
(3)完整性鉴别问题。
15.规定三种帧间间隔：短帧间间隔SIFS，长度为28sa)、点协调功能帧间间隔PIFS长度是SIFS加一个时隙(slot)长度，即78sb)分布协调功能帧间间隔DIFS，DIFS长度=PIFS+1个时隙长度，DIFS的长度为128s16.任意相邻区域使用无频率交叉的频道是，如：1、6、11频道。
17.网络的基本元素SSID标示了一个无线服务，这个服务的内容包括了：接入速率、工作信道、认证加密方法、网络访问权限等18.传感器是将外界信号转换为电信号的装置，传感器一般由敏感元件、转换元件、转换电路三部分组成19.传感器节点由传感器模块、处理器模块、无线通信模块和能量供应模块四部分组成20.物联网是在计算机互联网的基础上，利用RFID、无线数据通信等技术，构造一个覆盖万物的网络。
定向扩散无线传感网路由协议及其改进
汇聚节点首先使用属性名一 属性值对兴趣进行描述 ，生成一
个 兴 趣信 息 ，然 后 周期 性地 向 相邻 节点 广播 此 兴趣 信息 。 每 个 传 感 器 节 点 都 维 护 一 个 兴 趣信 息 缓 存 ，用于 保 存 不 同 的兴趣 ，并 为每 个 兴趣 创建 一个 兴 趣信 息单 元 ，包 括起 始 时 间 、 梯 度值 、梯度 持 续 时间 。 当一个 传 感器 节点 从 其邻 居节 点 收到 一
／ ／ 兴趣 类 型
ｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ｖ ａ ｌ ＝１ ０ ｍ ｓ ／ ／ ＠ Ｎ频 率 为每 １ ０ ｍｓ 检 测 一次
感器 节点传递来 的数据 ，并将数据传送 到远程 中心进行集１ ５ ： １ ０ ： ３ ０ ， ／ 检测 起 始时 间 ／ ／ 检测 位 置 区域
４ ． ３ 梯度 建 立
ＤＤ （ 定 向 扩 散 ）协 议 是 一 种 基 于 查 询 机 制 的路 由协 议 。 整个 过 程可 以 包括 兴 趣扩 散 、梯 度建 立 和数 据 传播 阶段 。
在兴趣扩散阶段 ，汇聚节点根据不 同的应 用需求定义不 同 的兴趣清求消息 ，并向网络中的所有传感器节点广播兴趣请求消
ｅ ｎｄ
＿
ｔ ｉ ｍｅ ＝ ２ ０ ： １ ０ ： ４ ０ ／ ／ ＠Ｎ 结 束时 间
２ 无 线路 由协 议
ｒ ｅ ｃ ｔ ：［ Ｏ ， １ ０ ０ ， ０ ， ５ Ｏ ］
４ ． ２ 兴趣 扩散
无 线 传 感 网 的 路 由 协 议 设 计 是 无 线 传 感 网 的 一 个 核 心 环
ｔ ｙ ｐ ｅ ＝ｓ ｍｏ ｋ ｅ
ｓ ｔ ａ ｒ ｔ
—
条件 ，并且通过相互合作在网络 中传递数据 。 无线传感网中的节点有两类 ：传感器节点和汇聚节点 。一 个无线传感网 中可 以包含上千个传感器节点 ，用于探测网络覆盖
无线传感器网络的定向扩散路由协议仿真
《无线网络技术》实验五报告单班级__ __ 姓名_____ __ 学号___ ___实验日期__ ___ 评分____ 教师签名_______________实验名称：无线传感器网络的定向扩散路由协议仿真实验目的：了解无线传感器网络的定向扩散路由协议及改进的路由协议DD—RFA。
实验内容：1 .无线传感器网络概述无线传感器网络(witeleSs Sensor Networks，WSN)是集信息采集、信息传输、信息处理于一体的综合智能信息系统。
它综合了微机电系统(Micro—Elec— tron Mechanical System，MS)、传感器技术、嵌入式技术、现代网络及无线通信技术、分布式信息处理技术等，能够通过各类集成化的微型传感器协作地实时监控、感知和采集各种环境或监控对象的信息。
在军事领域、工业领域、农业领域、环境检测、医疗监护、智能家具系统等许多领域都有十分广阔的发展前景。
2.定向扩散(DD)协议分析DD协议是一个重要的基于数据的、查询驱动的路由协议。
该协议采用属性／值对命名传感器节点产生的数据，由兴趣扩散、梯度建立、路径加强和数据传播阶段组成。
3.仿真及结果分析仿真基于NS一2[平台，仿真工作主要针对两个方面，一个是关于节点转发兴趣包的数目分析，另一个是关于节点能量开销分析。
仿真环境，为了研究改进的DD—RFA协议随网络规模的变化的性能，产生各种不同大小的传感器场。
在每个仿真试验中，研究5种不同的传感器场，分别在设定50，100，150，200，250个节点数目下的场景中进行仿真，节点随机分布在350m×350m的区域。
设Sinl‘节点为1，源节点的个数为5，MAC层采用802．11，信道带宽设为1 Mbit／s，数据分组的大小为62 byte，兴趣的重发时间间隔为50s。
在能耗方面，由于不同网络密度，节点的能耗不同，所以节点随机分布在500m*500m的区域，设定在50、100、150、200、250个节点数目下的场景，持续时间为500s，一个sink点和三个源节点，它们的能量最初是1000J，接收节点能量损耗0．395J，发送节点能量损耗0．662J。
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；
定向扩散路由协议
定向扩散路由协议定向扩散路由协议（Directed Diffusion）是一种传感器网络路由协议，旨在优化数据传输的效率和整体能耗。
它在传感器网络中应用广泛，被认为是传感器网络中最成功的路由协议之一。
在定向扩散路由协议中，传感器节点通过与其他节点交换信息，共同协作完成数据的传输和处理。
定向扩散路由协议最重要的特点是利用数据的流向，将数据通过路径的相对应方向发送，而非随机发送，减少无意义的通信，降低网络能耗。
在定向扩散路由协议中，每个节点不仅仅是数据传输的终点，而且还是数据处理和存储的地点。
这种分布式的数据处理方式，利用了节点的计算和通信能力，大大提高了节点的灵活性和数据处理效率。
定向扩散路由协议的工作原理是将数据从源节点向周围的节点扩散。
每个节点都会记录周围节点的信息，例如节点之间的链接强度和相邻节点的距离等。
然后它们会将这些信息进行汇总和处理，生成数据的转发方案。
在这个过程中，每个节点会将自己的能量状况和可用带宽状况等信息传递给周围节点，以便决定数据传输路径。
最终，数据会通过路径向目标节点传输并在目标节点进行处理。
由于定向扩散路由协议的数据传输是以有方向的流向方式进行的，因此它也被称为源导向路由协议。
与其他路由协议相比，它需要更少的通信和计算资源，不仅降低了路由负载，同时也提高了传输速度和数据处理效率。
此外，它还具有很好的适应性，能够在不同的环境中运行，并且能够自动适应网络的变化，例如节点失效或节点间的连接断裂等情况。
在传感器网络应用中，定向扩散路由协议可以应用于各种领域，例如环境监测、健康照护、安全监控和工业自动化等。
由于传感器网络通常需要长期运行和自我修复，定向扩散路由协议的鲁棒性和适应性变得尤为重要。
目前，许多研究人员正在探索如何进一步优化定向扩散路由协议，以适应更加复杂和实际的应用需求。
总体而言，定向扩散路由协议是一种高效、灵活和可靠的传感器网络路由协议，广泛应用于各种传感器网络应用场景。
苏州大学传感器网络题库
苏州大学无线传感器网络题库(注：2016年软嵌一月期末考的B卷)A卷1.简述无线传感器网络后台管理软件结构与组成：后台管理软件通常由数据库、数据处理引擎、图形用户界面和后台组件四个部分组成。
2.数据融合的内容主要包括：多传感器的目标探测、数据关联、跟踪与识别、情况评估和预测3.无线传感器网络可以选择的频段有：868MHZ、915MHZ、2.4GHZ 5GHZ4.传感器网络的电源节能方法：休眠机制、数据融合等5.传感器网络的安全问题：(1) 机密性问题。
(2) 点到点的消息认证问题。
(3) 完整性鉴别问题。
6.802.11规定三种帧间间隔：短帧间间隔SIFS，长度为28 us、点协调功能帧间间隔PIFS长度是SIFS加一个时隙(slot)长度，即78 us，分布协调功能帧间间隔DIFS，长度为128 us7.基于竞争的MAC协议有：载波侦听多路访问（CSMA），，8.802.11网络的基本元素SSID标示了一个无线服务，这个服务的内容包括了：接入速率、工作信道、认证加密方法、网络访问权限等9.传感器是将外界信号转换为电信号的装置：传感器一般由敏感元件、转换元件、转换电路三部分组成10.传感器节点由传感器模块、处理器模块、无线通信模块和能量供应模块四部分组成11.物联网是在计算机互联网的基础上，利用RFID、无线数据通信等技术，构造一个覆盖万物的网络。
RIFD无线识别、嵌入式系统技术、能量供给模块和纳米技术列为物联网关键技术。
12.任意相邻区域使用无频率交叉的频道是，如：1、6、11频道。
1.为什么无线传感器网络需要时间同步，简述RBS、TPSN时间同步算法工作原理？解：在分布式的无线传感器网络应用中，每个传感器节点都有自己的本地时钟。
不同节点的晶体振荡器频率存在偏差，以及湿度和电磁波的干扰等都会造成网络节点之间的运行时间偏差，RBS同步协议的基本思想是多个节点接收同一个同步信号，然后多个收到同步信号的节点之间进行同步。
确定性无线传感器网络定向扩散路由协议
Abstract: A nove l determ in ist ic d irected d iffusion rout ing pro toco l w as proposed for w ire less sensor net w orks (W SNs) to pro long netw ork lifet im e. T he sink broadcasted its Interest periodically in flooding fash ion. A node set up its grad ients tow ards the neighbor nodes in the arriva l order of Interest from them, the earlier ar rival the larger g radien.t T he node tow ard by the m ax imum grad ient w as selected to form a path from the source to the sink. T he node energy consum ption w as balanced by ad justing the energy thresho ld to preserve low er energy nodes from jo in ing the path. Qualitative ana lysis and sim u la tion resu lts show that the proposed rou ting pro toco l can achieve better perform ance in term s of energy consum ption and re liability than the d irected diffusion pro toco l in the cases of sing le sink single event and mu lt i sink m u lti event respect ively, and it is eas ier to practica l im p lem en.t Analytic discussion a lso illum inates that the proposed routing protoco l has better perform ance in term s o f delay and jitter.
无线传感器网络技术试题及答案
无线传感器网络技术试题及答案一、填空题1.传感器网络的三个基本要素：传感器、感知对象、用户(观察者)2.传感器网络的基本功能：协作式的感知、数据采集、数据处理、发布感知信息3.无线传感器节点的基本功能：采集数据、数据处理、控制、通信4.传感节点中处理部件用于协调节点各个部分的工作的部件。
5.基站节点不属于传感器节点的组成部分6.定向扩散路由机制可以分为三个阶段：兴趣扩展阶段、梯度建立阶段、路径加强阶段7.无线传感器网络特点：大规模网络、自组织网络、可靠的网络、以数据为中心的网络、应用相关的网络8.NTP时间同步协议不是传感器网络的的时间同步机制。
9.IEEE标准主要包括：物理层。
介质访问控制层10.从用户的角度看，汇聚节点被称为网关节点。
11.数据融合的内容主要包括：多传感器的目标探测、数据关联、跟踪与识别、情况评估和预测13.传感器网络的电源节能方法：_休眠（技术）机制、__数据融合14.分布式系统协同工作的基础是时间同步机制15.无线网络可以被分为有基础设施的网络与没有基础设施的网络，在无线传感器网络，Internet网络，WLan网络，拨号网络中，无线传感器网络属于没有基础设施的网络。
16.传感器网络中，MAC层与物理层采用的是IEEE制定的IEEE 协议17.分级结构的传感器网络可以解决平面结构的拥塞问题18.以数据为中心特点是传感器网络的组网特点，但不是Ad-Hoc的组网特点19.为了确保目标节点在发送ACK过程中不与其它节点发生冲突，目标节点使用了SIFS帧间间隔20.典型的基于竞争的MAC协议为CSMA二、选择题1.无线传感器网络的组成模块分为：通信模块、（）、计算模块、存储模块和电源模块。
A A．传感模块模块C网络模块D 实验模块2..在开阔空间无线信号的发散形状成（）。
AA．球状B网络C直线D射线3.当前传感器网络应用最广的两种通信协议是（）DA.B.C.D.4.ZigBee主要界定了网络、安全和应用框架层，通常它的网络层支持三种拓扑结构，下列哪种不是。
无线传感网络简明教程——作业题
无线传感器网络简明教程作业题第一章✓ 2.什么事无线传感器网络？答：传感器网络的标准定义是这样的：传感器网络是大量的静止或移动的传感器以自组织和多跳的方式构成的无线网络，其目的是协作地感知、采集、处理和传输网络覆盖地理区域内感知对象的监测信息，并报告给用户。
它的英文是WirelessSensorNetwork,简称WSN。
✓ 5.传感器网络的终端探测节点由哪些部分组成？这些组成模块的功能分别是什么？答：由传感模块、计算模块、通信模块、存储模块、电源模块和嵌入式软件系统组成。
这里传感模块负责探测目标的物理特征和现象，计算模块负责处理数据和系统管理，存贮模块负责存放程序和数据，通信模块负责网络管理信息和探测数据两种信息的发送和接收。
另外，电源模块负责节点供电，节点由嵌入式软件系统支撑，运行网络的五层协议。
✓8.传感器网络的体系结构包括哪些部分？各部分的功能分别是什么？答：无线传感器网络体系结构包括物理层、数据链路层、网络层、传输层和应用层和能量管理平台、移动管理平台和任务管理平台。
这些管理平台使得传感器节点能够按照能源高效的方式协同工作，在节点移动的传感器网络中转发数据，并支持多任务和资源共享。
第二章✓ 2.传感器由哪些部分组成？各部分的功能是什么？答：传感器一般由敏感元件、转换元件和基本转换电路组成。
敏感元件是传感器中能感受或响应被测量的部分。
转换元件是将敏感元件感受或响应的被测量转换成适于传输或测量的信号（一般指电信号）部分。
基本转换电路可以对获得的微弱电信号进行放大、运算调制等。
另外，基本转换电路工作时必须有辅助电源。
✓7.传感器的一般特性包括哪些指标？答：传感器的一般特性包括：灵敏度、响应特性、线性范围、稳定性、重复性、漂移、精度、分辨率（力）、迟滞。
✓8.什么是传感器的灵敏度？答：传感器的灵敏度指传感器达到稳定工作状态时，输出变化量与引起变化的输入变化量之比，即K=输出变化量/输入变化量=△Y/△X=dy/dx✓9.什么是传感器的线性度？答：线性度是指传感器的实际输入-输出曲线（校准曲线）与拟合直线之间的吻合（偏离）程度。
无线传感器网络的关键技术
传感器网络的关键技术无线传感器网络作为当今信息领域新的研究热点，涉及多学科交叉的研究领域，有非感常多的关键技术有待发现和研究，下面仅列出部分关键技术。
1、网络拓扑控制对于无线的自组织的传感器网络而言，网络拓扑控制具有特别重要的意义。
通过拓扑控制自动生成的良好的网络拓扑结构，能够提高路由协议和MAC协议的效率，可为数据融合、时间同步和目标定位等很多方面奠定基础，有利于节省节点的能量来延长网络的生存期。
所以，拓扑控制是无线传感器网络研究的核心技术之一。
传感器网络拓扑控制目前主要研究的问题是在满足网络覆盖度和连通度的前提下，通过功率控制和骨干网节点的选择，剔除节点之间不必要的无线通信链路，生成一个高效的数据转发的网络拓扑结构。
拓扑控制可以分为节点功率控制和层次型拓扑结构形成两个方面。
功率控制机制调节网络中每个节点的发射功率，在满足网络连通度的前提下，减少节点的发送功率，均衡节点单跳可达的邻居数目；已经提出了COMPOW等统一功率分配算法，LINT／LILT和LMN ／LMA等基于节点度数的算法，CBTC、LMST、RNG、DRNG和DLSS等基于邻近图的近似算法。
层次型的拓扑控制利用分簇机制，让一些节点作为簇头节点．由簇头节点形成一个处理并转发数据的骨干网，其他非骨干网节点可以暂时关闭通信模块，进入休眠状态以节省能量；目前提出了TopDisc成簇算法，改进的GAF虚拟地理网格分簇算法，以及LEACH和HEED等自组织成簇算法。
除了传统的功率控制和层次型拓扑控制，人们也提出了启发式的节点唤醒和休眠机制。
该机制能够使节点在没有事件发生时设置通信模块为睡眠状态，而在有事件发生时及时自动醒来并唤醒邻居节点，形成数据转发的拓扑结构。
这种机制重点在于解决节点在睡眠状态和活动状态之间的转换问题，不能够独立作为一种拓扑结构控制机制，因此需要与其他拓扑控制算法结合使用。
2．网络协议由于传感器节点的计算能力、存储能力、通信能量以及携带的能量都十分有限，每个节点只能获取局部网络的拓扑信息，其上运行的网络协议也不能太复杂。
无线传感器网络中定向扩散路由协议的研究
无线传感器网络中定向扩散路由协议的研究作者：尹中康孙恩岩王传云谭明爵来源：《物联网技术》2018年第08期摘要：路由协议是无线传感器网络设计中的一项重要技术，文中提出一种高效、节能的路由协议。
分析原始DD协议，对原始协议中由于节点的选择策略导致网络中存在能量消耗不均的问题进行改进，同时考虑改进后的协议中传感器当前节点与下一跳节点间的距离以及下一跳节点的剩余能量，使得网络的生命周期、网络节点的剩余能量以及网络节点的能量均方差得以提高。
通过仿真得出，改进后的协议更适合于无线图像传感器网络的数据传输，可延长整个传感器网络的生命周期。
关键词：无线传感器网络；DD协议；蚂蚁算法；网络节点中图分类号：TP212 文献标识码：A 文章编号：2095-1302（2018）08-00-030 引言本文主要对现有的定向扩散协议[1-3]（Directed Diffusion，DD）进行改进并实现仿真，使其能适合于无线传感器网络。
在改进的DD协议中同时考虑节点间的传输距离以及节点间的剩余能量，使得网络中节点的剩余能量比较平均，从而避免原始协议中能量较小的节点因承担通信距离较长的网络数据传输任务而导致能量消耗过快最终提前“死亡”的现象，最终使得整个网络的生命周期得到显著提高，同时能耗也比较均衡。
1 定向扩散协议的概念过程分析DD协议是一种基于查询的路由方法，查询命令由汇聚节点发出，传感器向查询节点报告采集到的数据。
在DD协议中，协议的执行由兴趣扩散过程、梯度建立过程及路径加强过程组成，定向扩散路由协议的过程如图1所示。
兴趣设计的目的是向全网络中的节点发出信息，并表明汇聚节点想要的数据类型。
兴趣向网络中的扩散采用泛洪方式，如图1（a）所示。
在兴趣广播完成后，源节点与汇聚节点之间的梯度就建立完毕，最后形成的梯度如图1（b）所示。
当网络中的传感器节点采集到相关匹配数据后，向所有感兴趣的邻近节点转发该数据，若收到该数据的邻近节点不是汇聚节点，则采用同样的方式转发该数据。
无线传感器网络定向扩散模式基于OPNET的实现
无线传感器网络定向扩散模式基于OPNET的实现李楠北京邮电大学电信工程学院，北京(100876)E-mail：yourslinan@摘要：在无线传感器网络协议研究过程中，建模和仿真是必不可少的技术手段。
我们利用OpNet仿真工具，建立了一个基于定向扩散（Directed Diffusion）路由协议的无线传感器网络模型，其基本实现步骤包括兴趣发布、路由选择、数据传输，能量监视等模块。
该模型针对无线传感器网络的特点，基于节能的目的进行路由选择，极大的延长了传感器网络的生存时间，对于节点不可能携带很多后备能源的无线传感器网络来说，这是一个实用的仿真模型。
关键词：无线传感器网络 路由技术 定向扩散 OPNET1．引言在上世纪70年代，就已经出现了将传统传感器采用点对点传输、连接传感控制器而构成的传感器网络雏形，我们把它归之为第一代传感器网络。
随着相关技术的不断发展和进步，传感器网络同时还具有了获取多种信息和信息处理能力，并通过与传感控制器的相联，组成了有信息综合和处理能力的传感器网络，这是第二代传感器网络。
而从上世纪末开始，现场总线技术开始应用于传感器网络，人们用其组建智能化传感器网络，大量多功能传感器被运用，并使用无线技术连接，无线传感器网络逐渐形成。
[1]无线传感器网络与传统的无线网络(如WLAN 和蜂窝移动电话网络)有着不同的设计目标,后者在高度移动的环境中通过优化路由和资源管理策略最大化带宽的利用率,同时为用户提供一定的服务质量保证。
在无线传感器网络中,除了少数节点需要移动以外,大部分节点都是静止的。
因为它们通常运行在人无法接近的恶劣甚至危险的远程环境中,能源无法替代,设计有效的策略延长网络的生命周期成为无线传感器网络的核心问题。
当然,从理论上讲,太阳能电池能持久地补给能源,但工程实践中生产这种微型化的电池还有相当的难度。
在无线传感器网络的研究初期,人们一度认为成熟的Internet技术加上Ad-hoc 路由机制对传感器网络的设计是足够充分的,但深入的研究表明:传感器网络有着与传统网络明显不同的技术要求。
定向扩散路由原理(一)
定向扩散路由原理(一)定向扩散路由简介什么是定向扩散路由•定向扩散路由（Directed Diffusion Routing）是一种无线传感网络中的路由协议。
•它是一种基于传感节点之间的数据传输和交换，实现网络中节点之间通信的技术。
定向扩散路由的原理•定向扩散路由是一种数据驱动的路由协议，它通过实时收集和处理网络中的数据来建立路由路径。
•该协议通过以下步骤实现数据传输：1. 数据发现阶段•在这个阶段，传感节点通过广播数据请求来寻找目标节点。
•这些数据请求包含了感兴趣的数据类型或内容，并在网络中传播。
2. 数据传播阶段•当目标节点收到数据请求时，它会根据请求的内容和自身的数据需求来决定是否回应。
•如果目标节点确定回应请求，它会选择一个最佳的传输途径，并将数据发送给请求方。
定向扩散路由的工作流程•定向扩散路由的工作主要分为以下几个步骤：1. 建立路由路径•源节点发起一个数据请求，并将其传播到周围的节点。
•目标节点接收到数据请求后，确定是否回应。
•如果目标节点确定回应，它会选择一个最佳的传输途径，并向源节点发送数据。
2. 数据传输•经过节点的选择和评估，数据将沿着建立的路由路径从源节点传输到目标节点。
3. 数据处理•接收到数据的节点将根据节点自身的需求进行数据处理，例如存储、分析或转发。
定向扩散路由的优势和应用领域•定向扩散路由具有以下优势：1. 能效高•由于定向扩散路由是一种数据驱动的协议，它只在需要传输数据时才会消耗能量，因此能效较高。
2. 自适应性强•定向扩散路由具有自适应性能力，能够动态调整路由路径以适应网络变化和节点故障。
•定向扩散路由在以下领域有广泛的应用：1. 无线传感网络•定向扩散路由在无线传感网络中被广泛应用，用于数据收集、监测和控制等任务。
2. 物联网•定向扩散路由在物联网中的终端设备之间进行数据传输，实现设备之间的通信和协作。
结论•定向扩散路由是一种无线传感网络中常用的路由协议。
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无线传感器的定向扩散
摘要：在处理器，内存，和无线电技术的发展，使传感节点小型化，更便宜，方便通信和计算。
这些节点的网络协调，执行环境现象的分布式传感。
在本文中，我们探索定向扩散模式这种协调。
定向扩散是在所有数据中心沟通是命名的数据。
在所有节点定向扩散基于网络的应用程序知道。
这使扩散节约能源和实现路径选择经验好在网络（例如，数据汇总）的数据高速缓存和处理。
我们了解和评估使用定向扩散一个简单的远程监视传感器网络的分析和实验。
我们的评估表明，定向扩散可以实现显着的节能效果和可以超越理想化传统的计划（例如，无所不知组播）下调查的情景。
索引项，数据汇总，数据中心的路由，分布式传感，网络处理，无线传感器网络
第一章绪论
在不久的将来，在处理器，内存和进步无线电技术将能够使小型和廉价的的节点无线通信和计算显著。
“除了感知能力等设备将使分布式microsensing的一个活动的集合节点进行协调，以实现一个更大的检测任务可能。
这种技术可以彻底改变信息收集在许多情况下，处理。
大型，动态变化，强大的传感器网络，可以部署在荒凉的物理环境，如远程地理地区或有毒的城市地区。
他们还将使低维护传感更良性的，但不容易获得，环境，如大型工业厂房和飞机内饰等。
为了激励我们的研究，认为这是简化模型这种传感器网络将如何工作。
人类的一个或多个运营商姿势，网络中的任何节点，问题的形式：“多少行人，你观察到的地理区域X？“或”是在什么方向，是该车辆的地区Ÿ移动呢？“这些传感器在指定的查询结果负责区域开始收集信息。
一旦单个节点检测到行人或车辆的运动，他们可能会与邻近的节点来消除歧义位置行人或车辆的运动方向。
其中的一个节点可能报告人为操作的结果。
出于稳健性，缩放，和能源效率的要求，本文探讨一个新的数据传播范式这种传感器网络。
这一范式，我们称之为1定向扩散，是数据中心。
由传感器产生的数据节点的命名属性- 值对。
一个节点请求数据命名的数据发送的利益。
数据匹配的利益然后是“画”下朝着这个节点。
中间节点可高速缓存，或转换数据，并可能直接根据先前的利益缓存数据第二节。
使用这种通信范式，我们的例子中，可能会实现如下。
人为操作的查询将转化为分散的利益（例如，广播，时地理路由）向地区X或Y节点一个节点接收到该地区的利益，它会激活及其传感器开始收集有关行人的信息。
当传感器报告行人的存在，这个信息返回沿着反向路径的利益传播。
中级节点可能会汇总数据，例如，更准确地查明结合报告从几个行人的位置传感器。
定向扩散的一个重要特征是，兴趣和数据传播和聚集确定（邻居之间的消息交换的本地化相互作用在一些附近或节点）。
定向扩散显著，从不同风格的IP确定终点节点通信和节点间通信的基础上分层年底结束
内网提供的送货服务。
在本文中，我们描述了定向扩散和说明的一个例子这种传感器查询传播和处理的范式。
我们表明，通过定向扩散，可以实现强大的多路径交付，经验适应一小部分网络路径，并取得显着的节能效果中间节点聚合反应查询（第四部分）。
我们还实施了几个小的定向扩散传感器平台;我们描述的实施设计和我们的经验，在第五
在本文中，我们概述了定向扩散的范例，解释它的主要特点，并描述一个特殊的例子在一些细节一个跟踪车辆的定向扩散的范例传感器网络（第二部分），我们指定的地方性法规实现所需的利息和数据传播的行为，这样做，我们将展示如何定向扩散模式不同于传统的网络上
和质量上认为，这一范式提供扩展性，鲁棒性和能源效率方面的好处。
我们通过详细的数据包级仿真量化这些好处定向扩散（第四节）。
第二章定向扩散
定向扩散的几个要素组成：兴趣，数据消息，渐变和增援。
感兴趣的消息是查询或指定用户想要什么的审讯。
每个利益包含一个传感任务是支持的说明为采集数据的传感器网络。
通常，数据在传感器网络是信息收集或处理一种物理现象。
这些数据可以是一个事件，这是一个感应现象的简短描述。
在定向扩散，数据被命名为使用的属性值对。
一个传感任务（或子任务计算），是整个传感器网络的传播作为一个已命名的数据利益。
这种传播设置梯度范围内的网络，设计的“画”事件（即数据匹配的利息）。
具体来说，梯度方向国家创建的每个节点接收到一个利益。
渐变方向是朝着邻近的节点，该利息收到。
活动开始朝着流向的发起人沿多个梯度路径的利益。
传感器网络加强一个或少数这些路径。
图1说明这些元素。
在本节中，我们描述了这些元素的扩散具体提及特定类型的传感器网络之一支持定位跟踪任务。
正如我们将看到，有几个设计选择目前即使在这种情况下，自己diffusion.We具体实例阐述这些设计选择，同时说明我们的传感器网络的设计。
我们初步评价（第四节）只侧重这些设计的一个子集选择。
不同的设计选择的结果，在不同的变种扩散（见[16]另一种变种）。
此外，即使尽管我们描述这种扩散的变种，基于速率的应用事件触发应用程序也适用于扩散。
第三章。