无线传感器网络路由协议研究报告

无线传感器网络路由协议的研究

摘

要：对无线传感器网络及其特点进行了学习归纳，指出了无线传感网络

无线自组网的差别及其需要解决的关键问题。对当今流行的几种WSN分层路由协议进行的分析

和总结。在是否以数据为中心、是否支持数据融合、是否基于节点定位，服务质量

扩展性、鲁棒性和安全性等方面对其进行比较，并指出其优缺点。最后指出当前WSN路由协议

致力于在满足基本性能上的QoS的提高。

关键词：无线传感器网络；路由协议；分层；性能比较

Abstract:Inductive learning on the characteristics of wireless sensor networks,. Pointed out that the wireless sensor network (WSN> and sensor networks and wireless ad hoc networks and their differences on key issues to be resolved. Several of today's popular WSN routing protocols layered analysis and summary.

Compare them on whether data-centric, whether to support data fusion, whether based on node location, and the Quality of Service (QoS>, scalability, robustness, security, and point their advantages and disadvantages. Last, point that the current WSN is committed to meet the basic performance of routing protocols on the improvement of QoS.

Key words:wireless sensor network 。 routing protocol 。 Stratified。 Performance Comparison

0前言

传感器是数据采集、信息处理的关键部件，它可以将物理世界中的一个物理量映射到一个定量的测量值，使人们对物理世界形成量化认识。传感器技术是新技术革命和信息社会的重要技术基础[1]。随着微电子、计算机和网络技术的发展，传感器技术正向着微型化、智能化、网络化、集成化的方向发展[2]。无线传感网络

本文主要对这些路由协议进行总结和比较。

1无线传感器网络的特点

WSN是一种分布式、自组织传感网络，具有覆盖面广、自适应强、布局方便灵活等特点。它与传统固定网络有很大的不同，主要有以下两大特征[4]：

以数据为中心。环境感知数据的处理和传送时整个无线传感器网络的核心，无线传感器网络中所有的功能都是围绕数据的接收、处理、发送和应用进行的。用户在使用无线传感器网络时是将想要知道的事情告诉传感器网络，传感器网络在获取指定目标事件的信息后汇聚并汇报给用户，用户无需知道数据到底是来自于哪个传感器节点。

高度面向应用系统。传感器的任务是感知客观环境，不同的应用背景所处的环境不同，所关心的物理量和不同，因此对传感器网络的要求也各不相同。

与WSN最为相似的是移动自组织网络(mobile ad hoc networks，简称MANET>，尽管二者都是无线自组织多跳网络，但差异很大[5]：WSNs节点因能量耗尽而易失效。

WSNs节点通信高能耗，数据计算低能耗，而这种差异在MANET中并不重要。

WSNs节点的计算、存储、通信能力也有限。

WSNs节点不移动或很少移动，而MANET节点移动性强。

WSNs的数据包更小，因而数据传输开销更大。

WSNs一般独立成网，主要用于监测功能，是以数据为中心的网络，MANET则能为分布式应用提供互联、计算能力。

WSNs节点可达上千，远大于MANET的几十个节点。

WSNs网络流量具有many-to-one和one-to-many的特点。

WSNs面向特定的应用。

WSNs邻居节点数据很相似。

WSNs节点一般没有统一编址(在某些应用中可对节点编址>.

WSNs的上述特点使得传统固定网络和移动自组织网络的路由协议在直接应用于WSN 时效率很低。近些年来很多研究人员涉足于这个领域的研究。

2无线传感器网络路由协议需要解决的问题

由于无线传感网络与传统网络的不同，在设计WSN路由协议时应根据其特点设计合适的路由协议。一个好的WSN网络层路由协议设计应该满足以下条件[1]：

简单性和节能性。为了高效地利用有限的网络资源，尽可能压缩不必要的开销，以最大限度地延长网络生存时间，路由协议的设计必须具备简单性和节能性。

为了尽可能地减少无线传感器网络内冗余信息的发送，节约有限的工作能源。路由协议的设计需要以数据为中心，具备数据融合能力。

（3）路由协议应该采用分布式运行方式，以适应拓扑动态变化的网络结构，提高系统的鲁棒性。

可扩展性。这是为了适应WSN节点数量多、网络规模大和网络易受损的特点，保证传感器节点的随时加入和退出不会影响到全局任务的正常执行。

（5）路由协议尽可能具有安全性，降低遭受攻击的可能性。