无线传感器网络的SPIN协议数据不可达问题的改进.pdf

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1、出现；茔地{寻1署绂传崴器网络；路由协议sPIN；数据不可迭【关键词】无线传感器网络；路由协议sH一5“”1。。2．SPIN协议描还⋯咖啦耄鸶冀萎蕊冀关芝嚣嚣?翌蔷墨茎嚣毳篡然懋鼬及竺黧黼喾器妻皇又旱声意：F在lo存od戮in器箸蔷茹赢导i竺曼裟燃嚣芝黧蟊爰搿淼，蒹黧矍戮≥嚣盟姜戈；翟；苎理乏耋燃篙篓盖茹黧蓄≯；竺皇黑絮in删format炯ionv黝iane哪gotiat引ionP)协·絮rX．～～(∞≮：：等鬈：种pJ数据为中心的自适应通信路由协议帆，⋯罢罂量黧器嚣篇燃茹磊懋鬈鬣塞言兰昙喾嚣鋈嚣雾芋箍妄二t三慧慧笔蔫黧臻嚣髫鬻妊箸荔磊薮婴v-，戮篆詈篡拦淼淼茹赫差毫髦慧羹是需黼磊嚣淼‘

2、善甭磊：黧蔫徽鬟黑霎零茹篇淼赫元数据的定义格式是与具体应用相天刚内r州w叭“”⋯～REQm麓嚣黧蒜辅应的REQ请求信肌才白篡x-／：-黧毖黯嚣蒜潲了腰“⋯。向节喜袅篓黧套S原始PIN嚣茹发流程如具体过程如图lt协议甲下尽“。7姒瑚”“⋯⋯图2。洲家族搿黧蒙描襄SPIN．2。SPIN．1协议就是前面阐述嗣蠡今二叭1臣1“”⋯。网络应用o—一47—一；荔髓磅焉藩丽制。扩展的SPIN．2协议是基于预设值资源提醒机制协议，当资源充足时，SPIN．2使用的是三次握手协商机制；当资源低于某个预设值时，它将减少参与数据发送的次数。总体上，SPIN．1和SPIN一2都是简单高效的协议，不用维护每个邻居的

3、状态。3．SPIN协议数据不可达问题描述嘲SPIN协议的一个优点是当拓扑和位置改变时，节点只需要知道单跳的邻居，特别适用于传感器是运动的场合。SPIN通过协商机制处理信息冗余，能够节约大量能量，很好地解决传统的Flooding和Gossiping协议所带来的信息爆炸、信息重复及资源浪费等问题。但其缺点是：在某种情况下，它会出现数据不可传递性的问题。如图3，当节点A有数据信息需要传送时，对节点B、C发送ADV请求信息如图3(a)，而节点B和c由于自身能量或对数据“不感兴趣”等原因未回应节点A的ADV请求(图3-b)，那么这个数据转发的过程就无法顺利地进行下去，出现了“数据不可达”问题，于是

4、对该数据“感兴趣”的后续节点D也将无法接收到这个数据。o(a)节点A发送ADV信息．职．碗’(b)节点B、C未返回REQ信息图3SPIN协议“数据不可达”问题4．SPIN协议数据不可达问题的改进为了改进SPIN协议中的数据不可达问题，需添加一种类型信息：CA(compulsoryadvice)用于发送节点发出的ADV信息未得到任何REQ凹应时，向某节点强制发送数据的通告信息；因为SPIN．2协议在SPIN．1协议的基础E增加了能量管理功能，可能会出现节点收到CA而由于能量低于阈值，而不能回复REQ的情况，于是添加一个计数器COUNTER，用于记录CA发送的次数，发送节点发送CA达到预设次

5、数就停止发送CA信息。对于SPIN—l协议，节点收到CA信息，将向发送该信息的节点返刨REQ表示可以接收DATA数据；对于SPIN-2协议，如果收到CA信息并能量高于阈值也返回REQ，低于阈值则不响应。当节点接收到DATA数据后，只用于数据中转，即对该数据对外发送ADV信息请求其它节点接收，而该节点不保存该数据。协议运行步骤为：(1)传感器节点A有数据DATA需发送，向邻居节点发·-——48··一出ADV信息：(2)邻居节点在接收到A节点的ADV消息后，如正常收到REQ信息，则节点A传送DATA数据并结束：如在规定时间内未收到任何REQ信息，表明数据不可达问题出现，节点A初始化计数器；(

6、3)节点A随机选择某邻居节点发出CA信号，通知该节点强制接收数据，并CO岍盯ER计数器自减l；(4)邻居节点收到CA信号，如能量未低于限定阈值，给传感器节点A返回REQ信息；如低于阈值，则不做任何响应；(5)传感器节点A如收到REQ信号，则向邻居节点单播发送包含原始数据的DATA数据包；如规定时限内未收到REQ信号且计数器计数次数未达到预设次数，则返回步骤3)：如未收到REQ信号但计数器计数次数达到预设次数，则结束；改进后的SPIN协议收发数据流程如图4。(b)未出现c^时雌蝴况图4改进后的SPIN协议数据收发流程图再次分析图3，当出现图30,)的情况时，节点A将通过随机发送强制传送通告

7、CA信息(设节点B接收CA信号)，B节点在收到CA并能量充足的情况下将返回REQ数据请求信息，之后接收节点A发来的数据DATA信息，此时DATA数据由节点A转发至节点B，B节点再按SPIN协议向其邻居发送ADV，最终对该数据“感兴趣”的D节点会顺利接收到该数据，从而避免了图3中数据不可达情况的发生。对于计数器COUNTER的使用是避免出现全部节点因能量等问题全部无法返回REQ，在发送节点多次试探发送CA信号无果后，终止发送数据(此时