无线传感器网络国内外研究现状和发展趋势
时间:2017-01-14 10:45 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
| 随着无线通信、电子与传感技术的发展，无线传感器网络(wireless Sensor Networks，简称WSN)引起了人们的广泛关注。WSN由具有传感、数据处理和短距离无线通信功能的传感器组成，在军事国防、环境监测物医疗、抢险救灾以及商业应用等领域具有广阔的应用前景。 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．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。 （1） Flooding协议和Gossiping协议 这是两个最为经典和简单的传统网络路由协议，可应用到WSNs中。 在Flooding协议中，节点产生或收到数据后向所有邻节点广播，数据包直到过期或到达目的地才停止传播．该协议具有严重缺陷：内爆(节点几乎同时从邻节点收到多份相同数据)、交叠(节点先后收到监控同一区域的多个节点发送的几乎相同的数据)、资源利用盲目(节点不考虑自身资源限制．在任何情况下都转发数据)Gossiping协议是对Flooding协议的改进，节点将产生或收到的数据随机转发，避免了内爆，但增加了时延．这两个协议不需要文护路由信息，也不需要任何算法，简单但扩展性很差。 （2） SPIN协议 这是第1个基于数据的路由协议。该协议以抽象的元数据对数据进行命名，命名方式没有统一标准。节点产生或收到数据后，为避免盲目传播，用包含元数据的ADV消息向邻节点通告，需要数据的邻节点用REQ消息提出请求，数据通过DATA消息发送到请求节点。协议的优点是ADV消息减轻了内爆问题；通过数据命名解决了交叠问题；节点根据自身资源和应用信息决定是否进行ADV通告。避免了资源利用盲目问题。与Flooding和Gossiping协议相比，有效地节约了能量。但其缺点是：当产生或收到数据的节点的所有邻节点都不需要该数据时，将导致数据不能继续转发，以致较远节点无法得到数据，当网络中大多节点都是潜在sink点时，问题并不严重。但当点较少时，则是一个根严重的问题；且当某点对任何数据都需要时，其周围节点的能量容易耗尽，虽然减轻了数据内爆，但在较太规模网络中，ADV内爆仍然存在。 （3） Geographic routing 无线传感器网络是由大量集成有信息采集、数据处理和无线通信等功能的节点通过无线通信的方式成的多跳组织网络络。其旨在协终地感只、采集和处理网络覆盖区感知对象的信息，让观察者知道何时何地发生何种事件。光线传感器网络中很多应用需要用地理位置信息。例如，在大面积环境探测中要知道感兴趣事件发生的地点；森林火灾灾情监测中，需要知道火灾发生的地域；在军事战场态势监测中，不仅要及时了解战场备种事件发生与否，同时也要知道该事件发生的地域，以便迅速采取有效行动。无线传感器照络中所感知的信息具有地域性。地理位置信息服务具有很重要的作用；同时地理位置信息作为路由选择的依据，对数据转发具有很强的导向性。 虽然以上3种路由协议各有特点，本文中主要讨论第三种地理位置路由协议，随着定位技术发展，节点可以方便地获取本身、邻节点及目标节点的地理位置信息。节点利用这些位置信息，避免路由探测包的盲目泛洪，进行有效的路由发现和路由文护，甚至可以基于无状态的分布式非端到端数据转发。其中以地理位置信息为基础的贪婪路由算法在整个数据传输中不需要建立端到端的基于全局链路状态的路由，不需要存储路由信息表，也不要发送路由更新信息，只要求网络中每个节点准确储周围邻节点的状态信息即可节省能量的消耗，降低节点的内存、处理要求；同时提提供很好的数据传输保证，具有良好的网络可扩展性。 (责任编辑：qin) |