无线传感器网络的路由协议ppt

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1、WSN中的路由协议和拓扑控制主要内容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.拓扑控制WSN的体系结构Node有四个基本组件构成sensingunitprocessingunitTransceiverunitpowerunit可能有的取决于应用程序需要的组件locationfindingsystem：许多路由技术和传感任务需要精确获悉节点位置powergenerator：在特定状况下需要提供长时间的电源支持Mobilizer：需要移动节点到另一个地方执行指定

2、的任务Thesensornetworksprotocolstackphysicallayer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networklayer路由生成和路由选择transportlayer数据流传输控制，是保证通信服务质量的重要部分applicationlayer根据传感任务的不同，可以建立不同的applicationpowermanagementplane管理传感器节点如何使用能源，各个协议层都要考虑节省mobi

3、litymanagementplane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taskmanagementplane在一个给定的区域内平衡和调度监测任务路由协议是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路由协议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。网络特点是路由设计的

4、主要依据，对网络特点的分析是进行协议设计的前提WSN的特点及对路由设计的影响无线传感网络中，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。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中信息报告模式分四类：a.事件触发：节点采集信息后判断，若超过一定

5、的阈值，则认为发生了某种事件，需要立即上报，如用于预警的WSNb.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WSNc.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WSN2.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

6、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。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Voronoidiagramandconvexhullbasedgeocastingandrouting：基于Voronoi图和基于凸包的地域多播协议GEAR:geographicalandenergyawarerouting3.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

7、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），

8、也会使网络拓扑发生变化。有些WSN中的节点是可移动的