传感器网络体系结构与路由协议研究

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1、无线传感器无线传感器网络体系结构与路由协议研究网络体Researchin9onFrameworkofWireIessSensorNetworksandRo吐tingProtocol系结构掌明与2卜angMin尽路(淮海工学院电子工程系，江苏连云港222005)由从(氏件r切entof皿ectrooic助gine即主ng，Huall旧iln台tituteofTechnolo皿y，Jiang吕uLianyun召ang222O05)盯议研摘要:在分析了无线传感器网络应用和特性的签础上，论述了无线传感器网络中的网络体系结构、节点体

2、系结构、究与距离有关的节点能盆计算模型、带有户叫标志和长期睡眠机制的状态转换模型。并给出了几种流行的无线传感器网络路由算法及其特点，对无线传感器网络的应用和研究有着深远的意义。关键词:无线传感器网络伽5伙);体系结构;自组织网绘路由协议中图分类号:TP311文献标识码:A文章编号:1671一4792一(2007)9一0017一03Abst旧创:氏sedonanaiy艺ethea即lication。记ckaracterizat土onof砰lrelesssensornet碑orksstat。爬ntsthenotw留k‘fram

3、e*orknodeframework，nodee口ergyca工cula七e川odel比日edondis切nceandthestatec卜日ngemodelwhichhaves主gnoffla‘andlonrter爪sleepfor叨irelesssensorne七脚配ks，andg工ves叨e少evalentroutlngalgorithmandcharacter二Zationforwireles“ensornet礴orks，It脚illhaveimportants工吕nificanceonthere‘earchand即

4、Plicationfor钾ireles，sensornet“℃rks.Kev目ords:Wlreies吕sen‘orNet，0八5(训驯)IFra爪e即比;AdhocNet.丫冲.ks;Rout里nsProcotol0弓1吉的进斤;④传感器节点高密度部署，网络拓扑结构变化快，无线传感器网络(w:reiesosensorNet*ork)‘，了是研究对于拓扑结构的维护也提出了挑战.上述这些特点使得无线的一个热点领域，它在环境监测、军事、医疗健康、家庭智传感器网络有别于传统的自组织网络。并在当前的一些休系能监控和其他商业领域叼有

5、着泛的应用前景.无线传感器结构设计的尝试中得到了突出的表现.网络的实现需要自组织(^dhoc)网络技术.尽管已有许多^d1无线传感器网络体系结构hoc网络的协议和算法，但并不能够满足传感器网络的需求.1.1无线传感器网络体系结构具体来说。相对于一般意义L的自组织网络，传感器网络有无线传感器网络体系结构llJ如图一所示.传感器网络通以下一些特色，需要在体系结构的设计中特殊考虑图.①无常包括传感器节点、汇象节点和管理节点.传感器节点任意线传感器网络中的节点数目高出Adho。网络节点数目几个的分布在某一监测区域内，节点以自组织的

6、形式构成网络.数量级，这就对传感器网络的可扩展性提出了要求;①自组通过多跳中继方式将监测数据传送到汇聚节点，最后通过织传感器网络最大的特点就是能量受限。传感器节点受环境Inter帕t或其他网络通讯方式将监测信息传送到管理节点.的限制，通常由电量有限且不可更换的电池供电，所以在考同样的，用户可以通过管理节点进行命令的发布，告知传感虑传感器网络体系结构以及各层协议设计时，节能是设计的器节点收集监侧信息.主要考虑目标之一;③由于传翩苦网络应用环境的特殊性、无线信道不稳定以及能源受限的特点，传感器网络节点受损的概率远大于传统网络节

7、点.因此自组织网络的健仕性保障是必须的以保证部分传感器网络的损坏不会影响到全局任务图一无线传感器网络体系结构图★基金项目:扛苏省教育厅自然科学基金资助项目12传感器书几点体系结构仍，口舫1000心，淮海工学院自然利学基金项目(22加6037)传感器节点是刁、具有信息收集和处理能力的微系统万方数据嘴以书且集成了传感器模块、信息处理模块、无线通讯摸块和能迎供的生存周期达到最大化囚.应模块.其结构体系如图二所示1月传感器书浦状态转换模型在无线传感器网络中，节点在不同的状态具有不同的能量消耗，我们基于武R算法中的节点状态模型阁，提

8、出带标}压万日不辰下志的传感器节点转换模型(如图四所示)，模型中节点共有6种工作状态.①睡眠状态:传感器模块关闭，通信模块关闭，能量消耗最小:②感知状态:传感器模块开启，通信模块关闭，节点感知事件发生:③侦听状态:传感器模块开启，通图二传感器节点体系结构信模块空闲;④接收状态:传感器模到之开启，通信模坎