wsn路由协议
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WSN中的路由协议
PPT构成
1.WSN的体系结构 2.路由协议的定义 3.WSN的特点及对路由设计的影响 4.路由协议的关键问题分析 5.路由协议的分类 6.典型路由协议及其比较 7.WSN的OS,tinyos和nesc 8.举例：Tinyos中的multi-hop routing LEPS 协议实现 9.程序分析:LEPS-FMAC
2.多对一和一对多为主的业务模式
WSN的主要业务是传感器节点把采集到的信息传给sink和sink向WSN下达查询 命令，这是典型的多对一和一对多的模式。
为了支持这种通信模式，WSN中很多路由协议建立具有树状结构的路由
此外还有“地域多播（geocast）”的业务模式 WSN中，用户可能对一个地理信息区域内的信息感兴趣，因此需要把查询和命令 发送到该区域内的所有节点。以洪泛方式可以支持这种业务，但是开销太大。针对 这种模式设计了以下一些路由协议： LBM：基于位置的多播协议 Voronoi diagram and convex hull based geocasting and routing：基于Voronoi图和
无线传感器网络的一个基本理念是以大量低成本节点组网，通过节点之间的 协作获得比单一的高精度、高可靠性和高成本的传感器更好的信息采集效果。单个 传感器低能量和不可靠是无线传感器网络固有的，将对协议设计产生较大影响。
从对路由协议设计影响的角度，归纳WSN的特点
1.形式多样的信息报告模式 WSN中信息报告模式分三类： a.事件触发：节点采集信息后判断，若超过一定的阈值，则认为发生了某种事件，
有些WSN中的节点是可移动的，如医疗监测WSN，候鸟迁徙WSN，网络拓扑 变化比较快
5.能量受限、结构简单的节点
Node大都由电池供电，电池体积小， 能量有限且难以更换 许多场合需要WSN连续工作数年甚 至更长。 Node结构简单，存储、处理、通信 能力低，单个节点可靠性差。要求协 议尽可能简单，具有容错性
基于凸包的地域多播协议 GEAR: geographical and energy aware routing
3.数据为中心的设计理念
把WSN看成是一个大型的数据库，用户关心的是从这里得到什么信息，而不关心 数据库中的哪个元素（node）提供了该信息
该理念对网络层的一个重要影响是节点的地址分配 一般情况下没必要为每个node分配全局唯一地址，node描述信息产生时间， 地点和内容即可，统一编址，对大规模WSN开销过大 特定情况，节点ID和位置具有一定绑定关系，可用ID代替位置。如工业检测WSN 从实现多跳通信的角度，需要在局部标识不同的节点。
WSN的体系结构
Node有四个基本组件构成
sensing unit processing unit Transceiver unit power unit
可能有的取决于应用程序需要的组件
location finding system：许多路由技术和传感任务需要精确获悉节点位置 power generator：在特定状况下需要提供长时间的电源支持 Mobilizer：需要移动节点到议是WSN的关键技术之一，它负责将数据分组从源节点通过网络转发到 目的节点
主要包括两个方面的功能： 寻找源节点和目的节点的优化路径 将数据分组沿着优化路径正确转发
与有线网络和蜂窝式无线网络不同，WSN中没有基础设施和全网统一的控制中心 在这种无中心的环境下，路由可以看成分布式地获取网络拓扑信息，以一定准则 计算路径并对路径进行维护的过程。
WSN的特点及对路由设计的影响
网络特点是路由设计的主要依据，对网络特点的分析是进行协议设计的前提
无线传感网络中，网络业务的最大特点是具有明显的方向性。 为了实现信息采集的目的，WSN的网络业务大都发生在数据汇聚节点（sink） 和普通的传感器节点之间，包括sink节点到传感器节点的下行业务（如查询指令下 达）和传感器节点到sink的上行业务（如采集信息的回传） 传感器节点之间的横向业务所占比例较小，主要是网络的控制信息和网内信息 处理所需要的信息。
该理念还影响分组转发的过程 WSN中，原始数据可能存在一定的冗余，在满足信息采集的要求前提下，可以 在数据转发过程中对其进行修改，甚至把多个分组合并成一个分组，从而降低能耗
4.动态变化的网络拓扑
大部分的WSN中节点并不移动，造成网络拓扑变化的主要原因是节点的失效和 存在不可靠性、非对称链路。为了节能和延长网络寿命，需要对网络进行休眠调度， 会在一定程度上增加网络拓扑的动态性。在有些WSN中为了弥补节点失效造成的 性能损失，进行再布设（re-deployment），也会使网络拓扑发生变化。
需要立即上报，如用于预警的WSN b.周期的：节点定期把采集到的信息报告给sink。如野生动植物和环境监测WSN c.基于查询：node不主动向sink上报采集到的信息，而是等待用户查询，根据用户
需要反馈信息。 d.混合模式：前三种的综合。如智能交通的WSN
不同的信息报告模式影响路由的触发机制 a.事件触发模式：从节能的角度，按需建立路由更恰当 b.周期报告模式：采用先应式的方法建立路由更加合适 c.基于查询模式：查询信息的本身就可以辅助建立路由
The sensor networks protocol stack
physical layer 实现简单、强壮的数据调制，发送、接收 MAC层 考虑节点的通信环境噪声和节点的移动，且需要降低 能量消耗，最小化和邻居节点的广播冲突.负责数据成 帧，帧检测，媒体访问控制和差错控制 network layer 路由生成和路由选择 transport layer 数据流传输控制，是保证通信服务质量的重要部分 application layer 根据传感任务的不同，可以建立不同的application power management plane 管理传感器节点如何使用能源，各个协议层都要考虑 节省 mobility management plane 监测并注册传感器节点的移动，维护到汇聚节点的路 由，使node能动态跟踪其邻居节点的位置 task management plane 在一个给定的区域内平衡和调度监测任务
PPT构成
1.WSN的体系结构 2.路由协议的定义 3.WSN的特点及对路由设计的影响 4.路由协议的关键问题分析 5.路由协议的分类 6.典型路由协议及其比较 7.WSN的OS,tinyos和nesc 8.举例：Tinyos中的multi-hop routing LEPS 协议实现 9.程序分析:LEPS-FMAC
2.多对一和一对多为主的业务模式
WSN的主要业务是传感器节点把采集到的信息传给sink和sink向WSN下达查询 命令，这是典型的多对一和一对多的模式。
为了支持这种通信模式，WSN中很多路由协议建立具有树状结构的路由
此外还有“地域多播（geocast）”的业务模式 WSN中，用户可能对一个地理信息区域内的信息感兴趣，因此需要把查询和命令 发送到该区域内的所有节点。以洪泛方式可以支持这种业务，但是开销太大。针对 这种模式设计了以下一些路由协议： LBM：基于位置的多播协议 Voronoi diagram and convex hull based geocasting and routing：基于Voronoi图和
无线传感器网络的一个基本理念是以大量低成本节点组网，通过节点之间的 协作获得比单一的高精度、高可靠性和高成本的传感器更好的信息采集效果。单个 传感器低能量和不可靠是无线传感器网络固有的，将对协议设计产生较大影响。
从对路由协议设计影响的角度，归纳WSN的特点
1.形式多样的信息报告模式 WSN中信息报告模式分三类： a.事件触发：节点采集信息后判断，若超过一定的阈值，则认为发生了某种事件，
有些WSN中的节点是可移动的，如医疗监测WSN，候鸟迁徙WSN，网络拓扑 变化比较快
5.能量受限、结构简单的节点
Node大都由电池供电，电池体积小， 能量有限且难以更换 许多场合需要WSN连续工作数年甚 至更长。 Node结构简单，存储、处理、通信 能力低，单个节点可靠性差。要求协 议尽可能简单，具有容错性
基于凸包的地域多播协议 GEAR: geographical and energy aware routing
3.数据为中心的设计理念
把WSN看成是一个大型的数据库，用户关心的是从这里得到什么信息，而不关心 数据库中的哪个元素（node）提供了该信息
该理念对网络层的一个重要影响是节点的地址分配 一般情况下没必要为每个node分配全局唯一地址，node描述信息产生时间， 地点和内容即可，统一编址，对大规模WSN开销过大 特定情况，节点ID和位置具有一定绑定关系，可用ID代替位置。如工业检测WSN 从实现多跳通信的角度，需要在局部标识不同的节点。
WSN的体系结构
Node有四个基本组件构成
sensing unit processing unit Transceiver unit power unit
可能有的取决于应用程序需要的组件
location finding system：许多路由技术和传感任务需要精确获悉节点位置 power generator：在特定状况下需要提供长时间的电源支持 Mobilizer：需要移动节点到议是WSN的关键技术之一，它负责将数据分组从源节点通过网络转发到 目的节点
主要包括两个方面的功能： 寻找源节点和目的节点的优化路径 将数据分组沿着优化路径正确转发
与有线网络和蜂窝式无线网络不同，WSN中没有基础设施和全网统一的控制中心 在这种无中心的环境下，路由可以看成分布式地获取网络拓扑信息，以一定准则 计算路径并对路径进行维护的过程。
WSN的特点及对路由设计的影响
网络特点是路由设计的主要依据，对网络特点的分析是进行协议设计的前提
无线传感网络中，网络业务的最大特点是具有明显的方向性。 为了实现信息采集的目的，WSN的网络业务大都发生在数据汇聚节点（sink） 和普通的传感器节点之间，包括sink节点到传感器节点的下行业务（如查询指令下 达）和传感器节点到sink的上行业务（如采集信息的回传） 传感器节点之间的横向业务所占比例较小，主要是网络的控制信息和网内信息 处理所需要的信息。
该理念还影响分组转发的过程 WSN中，原始数据可能存在一定的冗余，在满足信息采集的要求前提下，可以 在数据转发过程中对其进行修改，甚至把多个分组合并成一个分组，从而降低能耗
4.动态变化的网络拓扑
大部分的WSN中节点并不移动，造成网络拓扑变化的主要原因是节点的失效和 存在不可靠性、非对称链路。为了节能和延长网络寿命，需要对网络进行休眠调度， 会在一定程度上增加网络拓扑的动态性。在有些WSN中为了弥补节点失效造成的 性能损失，进行再布设（re-deployment），也会使网络拓扑发生变化。
需要立即上报，如用于预警的WSN b.周期的：节点定期把采集到的信息报告给sink。如野生动植物和环境监测WSN c.基于查询：node不主动向sink上报采集到的信息，而是等待用户查询，根据用户
需要反馈信息。 d.混合模式：前三种的综合。如智能交通的WSN
不同的信息报告模式影响路由的触发机制 a.事件触发模式：从节能的角度，按需建立路由更恰当 b.周期报告模式：采用先应式的方法建立路由更加合适 c.基于查询模式：查询信息的本身就可以辅助建立路由
The sensor networks protocol stack
physical layer 实现简单、强壮的数据调制，发送、接收 MAC层 考虑节点的通信环境噪声和节点的移动，且需要降低 能量消耗，最小化和邻居节点的广播冲突.负责数据成 帧，帧检测，媒体访问控制和差错控制 network layer 路由生成和路由选择 transport layer 数据流传输控制，是保证通信服务质量的重要部分 application layer 根据传感任务的不同，可以建立不同的application power management plane 管理传感器节点如何使用能源，各个协议层都要考虑 节省 mobility management plane 监测并注册传感器节点的移动，维护到汇聚节点的路 由，使node能动态跟踪其邻居节点的位置 task management plane 在一个给定的区域内平衡和调度监测任务