wsn路由协议的分类

无线传感器网络中的路由协议选择指南无线传感器网络（Wireless Sensor Network，WSN）是一种由大量分布式传感器节点组成的网络系统，用于收集、处理和传输环境中的信息。

在WSN中，传感器节点通常具有有限的计算和通信能力，因此选择合适的路由协议对于网络的性能和能耗至关重要。

本文将探讨在无线传感器网络中选择路由协议的指南。

1. 路由协议的分类在无线传感器网络中，常用的路由协议可以分为以下几类：1.1 平面型路由协议平面型路由协议是指将网络拓扑视为一个平面图的路由协议。

这类协议简单易用，适用于小规模的传感器网络。

常见的平面型路由协议有LEACH、PEGASIS等。

1.2 分层型路由协议分层型路由协议将网络划分为不同的层次，每个层次负责不同的任务。

这类协议能够提高网络的可扩展性和灵活性。

常见的分层型路由协议有TEEN、APTEEN 等。

1.3 基于集群的路由协议基于集群的路由协议将网络节点划分为若干个簇（Cluster），每个簇由一个簇头（Cluster Head）负责。

这类协议能够减少网络中的数据传输量，延长网络寿命。

常见的基于集群的路由协议有LEACH-C、HEED等。

1.4 基于多路径的路由协议基于多路径的路由协议利用多条路径传输数据，提高网络的可靠性和容错性。

这类协议适用于网络中存在节点失效或信号干扰的情况。

常见的基于多路径的路由协议有AODV、DSDV等。

2. 路由协议选择的考虑因素在选择路由协议时，需要考虑以下因素：2.1 网络规模网络规模是选择路由协议的重要因素之一。

对于小规模的传感器网络，平面型路由协议或分层型路由协议可能更适合；对于大规模的传感器网络，基于集群或基于多路径的路由协议可能更合适。

2.2 能耗能耗是无线传感器网络中的重要问题。

选择能耗较低的路由协议可以延长网络的寿命。

一些基于集群的路由协议通常能够有效降低能耗。

2.3 数据传输延迟某些应用场景对数据传输延迟有较高的要求，因此选择能够提供较低延迟的路由协议是必要的。

无线传感器网络典型路由协议摘要：本文主要以节点的传播方式为出发点，分析集中典型的路由协议。

关键字：无线网络路由协议性能1. 引言随着微电子技术、计算技术和无线通信技术的进步，多功能传感器快速发展，进而使无线传感器网络（wireless sensor network, WSN）成为目前研究热点。

WSN 是由部署在检测区域内的大量廉价微型传感器节点组成，形成一个多跳的自组织网络系统，使其在小体积内集成信息采集、数据处理和无线通信等功能，其目的是协作地感知、采集和处理网络覆盖区域中感知对象的信息，并提供给终端用户。

本文首先简要说明衡量路由协议的四个标准，然后就WSN 中路由协议的几种路由协议提出新的分类方法。

2. 路由协议的衡量标准无线传感器网络的路由协议不同于传统网络的协议，它具有能量优先、基于局部的拓扑信息、以数据为中心和应用相关四个特点，因而，根据具体的应用设计路由机制时，从四个方面衡量路由协议的优劣：（1）能量高效（2）可扩展性（3）健壮性（4）快速收敛性3. 路由协议的分类针对不同传感器网络的应用，研究人员提出了不同的路由协议，目前已有的分类方式主要有两种：按网络结构可以分为平面路由协议、分级网络路由协议和基于位置路由协议；按协议的应用特征可以分为基于多径路由协议、基于可靠路由协议、基于协商路由协议、基于查询路由协议、基于位置路由协议和基于QoS 路由协议。

本文就各个协议的不同侧重点提出一种新的分类方法，把现有的代表性路由协议按节点的传播方式划分为广播式路由协议、坐标式路由协议和分簇式路由协议。

下面进行详细的介绍和分析。

4. 广播式路由协议4.1 扩散法（Flooding）扩散法是一种传统的网络通信路由协议。

它实现简单，不需要为保持网络拓扑信息和实现复杂的路由算法消耗计算资源，适用于健壮性要求高的场合。

但是，扩散发存在信息爆炸问题，即能出现一个节点可能得到数据多个副本的情况，而且也会出现部分重叠的现象。

无线传感器网络路由协议无线传感器网络（Wireless Sensor Network，WSN）是由大量低成本、低功耗的传感器节点组成的网络系统，用于感知和收集环境信息。

无线传感器网络的路由协议起着关键作用，它决定了数据在网络中的传输路径和方式，影响着整个网络的性能、能耗以及生存时间。

1. LEACH（Low-Energy Adaptive Clustering Hierarchy）是一种经典的层次化路由协议。

它将网络中的节点划分为若干个簇（Cluster），每个簇有一个簇首节点（Cluster Head）。

簇首节点负责收集和聚合簇内节点的数据，并将聚合后的数据传输给基站节点，从而减少了网络中节点之间的通信量，节省了能耗。

2. AODV（Ad Hoc On-Demand Distance Vector）是一种平面路由协议，适用于无线传感器网络中节点数量较少且网络拓扑较稳定的情况。

AODV协议通过维护路由表来选择最短路径，当节点需要发送数据时，它会向周围节点发起路由请求，并根据收到的响应建立起路由路径。

3. GPSR（Greedy Perimeter Stateless Routing）是一种基于地理位置的路由协议。

它通过利用节点的地理位置信息来进行路由选择，具有低能耗和高效的特点。

GPSR协议将整个网络划分为若干个区域，每个节点知道自己的位置以及周围节点的位置，当需要发送数据时，节点会选择最近的邻居节点来进行转发，直到达到目的节点。

除了以上几种常见的路由协议，还有很多其他的无线传感器网络路由协议，如HEED（Hybrid Energy-Efficient Distributed clustering）、PEGASIS（Power-Efficient Gathering in Sensor Information Systems）等，它们各自具备不同的优势和适用场景。

总之，无线传感器网络的路由协议在保证数据传输可靠性和网络能耗方面起着重要的作用。

典型的WSN路由协议典型的无线传感器网络（Wireless Sensor Network，WSN）路由协议有多种，其中包括基于层级结构的协议、基于分簇结构的协议、基于数据中心的协议等。

在以下文本中，我将详细介绍这些典型的WSN路由协议。

一、基于层级结构的协议基于层级结构的WSN路由协议通常将网络节点划分为多个层级，如根节点、中间节点和叶子节点。

这些协议的主要目标是将传感器节点的数据从低层级传输到高层级，从而实现对数据的收集和处理。

1. LEACH（Low-Energy Adaptive Clustering Hierarchy）LEACH是一种基于层级结构的分簇协议，采用随机方式选择簇首。

在LEACH中，各个节点根据能量水平选择成为簇首或普通节点。

簇首节点收集普通节点的数据并进行聚合，然后将聚合结果传输到基站。

2. HEED（Hybrid Energy Efficient Distributed Clustering）HEED是一种能量效率分簇协议，采用分布式方式选择簇首。

在HEED 中，每个节点通过计算能量、距离和节点密度等指标来选择簇首节点。

该协议通过平衡能量消耗和网络负载来延长网络寿命。

二、基于分簇结构的协议基于分簇结构的WSN路由协议将网络节点按照一定的规则划分为不同的簇，以便有效地管理和协调数据传输。

1. PEGASIS（Power-Efficient Gathering in Sensor Information Systems）PEGASIS是一种能量有效的数据收集协议，在不选择簇首的情况下通过链式传输将数据传输到基站。

该协议通过最小化传输功率和距离来延长网络寿命。

2. SEP（Stable Election Protocol）SEP是一种能量稳定的分簇协议，通过轮流的方式选择簇首节点。

在SEP中，每个节点有一个能量阈值，当能量低于阈值时，节点将成为簇首并将其能量转移到其他节点上。

wsn路由协议的分类WSN（Wireless Sensor Network，无线传感器网络）是一种特定的无线网络，用于收集和传输环境数据。

在WSN中，多个传感器节点通过无线通信连接到一个中央节点，它们可以在自己的位置上收集环境信息。

WSN可以应用于环境监测、智能家居、工业控制等领域，它们的设计和部署需要考虑多种因素，包括能源消耗、网络传输协议、节点容量等。

在WSN中，路由协议是非常重要的组成部分。

它定义了网络中如何传输数据、如何路由数据和如何维护网络拓扑结构等问题。

下面我们来介绍WSN路由协议的分类。

一、层次路由协议层次路由协议是WSN中最常见的路由协议之一。

它将网络分为多个层次，每个层次由一组节点组成。

每层节点负责收集邻居节点的信息，将信息传递给上一层的节点。

最终将数据从最底层节点传递到中央节点。

层次路由协议具有灵活性和可扩展性，它可以适应大规模、复杂的WSN应用。

除此之外，由于每个节点只需要跟它的邻居节点通信，因此能源消耗比较低，寿命也比较长。

二、平面路由协议平面路由协议是一种比较简单的路由协议，它将所有节点都放在同一平面中。

平面路由协议将网络分为多个区域，每个区域由若干个节点组成。

在网络中，每个节点都有自己的地址，并且知道其周围节点的位置。

平面路由协议的特点是路由路径较短，能够降低网络延迟和能耗。

然而，平面路由协议缺乏对网络拓扑的全局视图，因此可能会导致路由路径不稳定或重复。

三、基于协同过滤的路由协议基于协同过滤的路由协议是一种新型的WSN路由协议。

它主要利用节点之间相似性来建立路由路径。

通过比较节点之间的通信频率和数据传输量，努力找到稳定的、可靠的节点组合。

基于协同过滤的路由协议能够最大程度地减少网络延迟和路由路径的复杂性，同时也能够有效降低能源消耗。

四、地理路由协议地理路由协议是一种基于节点位置的路由协议。

地理路由协议通常是基于两个节点之间的距离来定义路由路径。

具体来说，它使用节点GPS坐标或距离测量来确定节点之间的位置。

WSN知识点（复习资料）⼀、填空题1、WSN的全称是Wireless Sensor Networks2、⽆线传感器⽹络通常包括传感器节点、汇聚节点、⽹关节点和基站3、⽆线传感器节点随机或有规律地部署在监测区域内部或附近，通过⽆线多跳⾃组织⽅式构成⽹络。

4、⽆线传感器节点的硬件部分⼀般由传感器模块、处理器模块、⽆线通信模块和能量供应模块4部分组成5、对⽆线传感器⽹络来说，协议栈包括物理层、数据链路层、⽹络层、传输层和应⽤层，与互联⽹协议的五层相对应。

6、对⽆线传感器⽹络来说，协议栈包括能量管理平台、移动管理平台和任务管理平台。

7、低成本、低功能和对等通信，是短距离⽆线通信技术的三个重要特征和优势。

8、Bluetooth⼯作在全球开放的2.4GHzISM频段9、Wi-Fi使⽤的是2.4GHz附近的频段10、RFID由标签(Tag)、解读器(Reader)和天线(Antenna)三个基本要素组成11、ZigBee技术基于IEE802.15.4⽆线标准研制开发的12、ZigBee的基本速率是250kb/s，可与254个节点联⽹13、ZigBee使⽤的频段分别为2.4GHz、868MHz（欧洲）915MHz（美国），均为免执照频段14、在⽆线传感器⽹络中，物理层是数据传输的最底层，向下直接与传输介质相连，物理层协议是各种⽹络设备进⾏互联时必须遵循的底层协议。

15、频率的选择直接决定⽆线传感器⽹络节点的⽆线尺⼨、电感的集成度以及节点功耗16、动态变化的拓扑结构是⽆线传感器⽹络最⼤特点之⼀17、⽆线传感器⽹络的定位是指⾃组织的⽹络通过特定⽅法提供节点位置信息。

18、ZigBee⽀持星型拓扑、⽹状拓扑和混合型拓扑3种⽆线⽹络拓扑结构19、拓扑控制研究已经形成功率控制和睡眠调度两个主流研究⽅向。

20、功率控制，就是为传感器节点选择合适的发射功率；睡眠调度，就是控制传感器节点在⼯作状态和睡眠状态之间的转换。

21、区域覆盖研究对⽬标区域的覆盖(监测)问题；点覆盖研究对⼀些离散的⽬标点的覆盖问题；栅栏覆盖研究运动物体穿越⽹络部署区域被发现的概率问题。

WSN的路由协议分类2011年11月07日14:03 来源：本站整理作者：秩名我要评论(0) 目前国内外科研人员已设计了多种面向WSN的路由协议，将其分为四类：以数据为中心的、分层次的、基于位置的、基于数据流模型和服务质量（QoS）要求的。

（1）以数据为中心的路由协议此类路由协议是基于查询和目标数据命名之上的，通过数据融合减少冗余的数据传输。

①Flooding协议和Gossiping协议：这是两个最经典和简单的传统网络路由协议，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（implosiON），节点几乎同时从邻节点收到多份相同数据；交叠（overlap），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（resource blindness），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。

这两个协议不需要维护路由信息，也不需要任何算法，简单但扩展性很差。

②SPIN协议：SPIN（sensor protocols for inf°rmatlon vla negotiation）协议节点利用三种消息进行通信：数据描述ADV、数据请求REQ和数据DATA。

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，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，然后将DATA消息发送到请求节点。

该协议的优点是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 协议和Gossiping协议相比，有效地节约了能量。

其缺陷是：SPIN的广播机制不能保证数据的可靠传送，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；而当某sink点对任何数据都需要时，其周围节点的能量容易耗尽。