无线传感网络的路由协议综述

无线传感网络的路由协议综述

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学院：信息工程学院

教师：

2017年6月

无线传感网络的路由协议综述

（南昌航空大学信息工程学院南昌330063）

Summary of routing protocols for wireless sensor networks

Abstract Wireless sensor networks are different from traditional networks and highly dependent on applications, Routing Protocol for wireless sensor networks are the main consider to different applications and network technologies, without prejudice to the premise of effective data transmission routing algorithm, the whole network lifetime maximum. so traditional network and mobile ad hoc network routing protocols cannot be applied efficiently to them, Therefore many routing protocols for wireless sensor networks are studied. After describing the characteristics and key classification method of wireless sensor networks, the classification standards for routing protocols are summarized and analyzed. then listed has current some more important of routing agreement of core routing mechanism and pointed out that has these routing agreement of category, and features and main application range. Finally, the hotspots and tendencies for wireless

sensor networks are pointed out.

Keywords wireless sensor network routing protocol; the sink node; node; routing mechanism

摘要无线传感器网络具有与传统网络不同的特点,且与应用高度相关。无线传感器网络路由协议主要考虑如何针对不同的应用和网络技术，在不损害数据传输的前提下采用有效的路由算法，实现整个网络的生命周期最大化。传统路由协议不能有效地用于无线传感器网络，因而人们研究了众多的无线传感器网络路由协议，在介绍无线传感器网络的特点后提出了路由协议的分类方法，然后列举了当前一些较为重要的路由协议的核心路由机制并指出了这些路由协议的类别、特点和主要应用范围，最后总结了好的路由协议应具有的特点以及未来的研究策略与发展趋势。

关键词：无线传感器网络[9]；路由协议；汇聚节点；传感器节点；路由机制

引言

无线传感器网络与传统网络有很大区别，这主要体现在几个方面，一是无线传感器网络中节点数量庞大，所以不可能为每个节点都建立一个ID；二是无线传感器网络中很多节点传输的数据相关性较大，存在相当程度的冗余信息，而这些冗余信息是完全可以剔除的：三是无线传感器网络的数据包更小，因

而数据传输开销更大：四是无线传感器网络节点的计算、存储、通信、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多传统网络的路由协议，因此产生了许多专门为无线传感器网络量身打造的路由协议。本文分析了无线传感器网络路由协议的设计原则，对无线传感器网络路由协议进行了分类，总结了当前典型的无线传感器网络路由协议的机制与特点，指出了未来无线传感器网络路由协议的研究策略与发展趋势。

1无线传感器网络概述

1.1无线传感器网络的概念

无线传感器网络就是由部署在检测区域内大量的微型传感器节点通过无线电通信形成的一个多跳的自组织网络系统，其目的是协作地感知、采集和处理网络覆盖区域内被监测对象的信息，并发送给观察者。由于微型传感器的体积小、重量轻，有的甚至可以像灰尘一样在空气中浮动，因此又称无线传感器网络为“智能尘埃（Smart Dust）[9]”，将它散布于四周时以实时感知物理世界的变化。

无线传感器网络是一种无中心节点的全分布系统。通过随机投放的方式，众多传感器节点被密集部署于监控区域。这些传感器节点集成有传感器、数据处理单元和通信单元，它们通过无线信道相连，自组织地构成网络系统。传感器节点间具有良好的协作能力，通过局部的数据交换来完成全局任务。无线传感器网络将逻辑上的信息世界与客观上的物理世界融合在一起，改变了人与自然界的交互方式。

1.2无线传感器网络的特征。

传统无线网络首要的目标是提供高性能的服务质量和更高的带宽；无线传感网络存在能量约束问题，有效的节能是路由设计的首要目标;传统网络中断大多由网络设备的故障或者网络节点的移动引起；对于无线传感网络，能量耗尽是影响网络性能网络运行周期的主要因素.和传统无线网络相比，传感网络有以下特点[9]：

(1)电源容量有限：无线传感器节点靠电池供电，能源有限，所以无线传感器网络的设计要从节能出发，最大限度地延长整个网络的生存期。

(2)硬件资源受限：传感节点硬件资源受限，计算能力和数据处理能力有限。

(3)传感节点数量巨大：无线传感器网络中的节点数目比传统网络更为巨大，分布密度更高。

(4)自组织网络：传感器节点以自组织方式构成网络，无需预设的网络设施。

(5)动态网络：传感器节点会随时因为能源耗尽而离开网络，也可能因为某种需要而随时进入网络。

(6)多跳路由：传感节点覆盖范围一般在一百米以内,覆盖范围外的通信，需中间节点路由。

(7)以数据为中心：无线传感器网络通常只关心区域内某个观测指标的值，而不具体关心单个节点的观测数据；它不依赖于全网唯一的标识，通常包含多个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，以数据为中心形成消息的转发路径。

2WSN的路由协议

2.1WSN的特点及对路由设计的影响

在无线传感器网络中，由于受能量限制，节点之间往往无法直接通信，通常需要借助中间节点以多跳路由的方式将源数据传送至目的节点。无线传感器网络的网络层主要