無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議研究的中期報(bào)告

無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議研究的中期報(bào)告前言無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)是由大量具有感知、計(jì)算、通信能力的分布式節(jié)點(diǎn)組成的自組織網(wǎng)絡(luò)。目前，無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于環(huán)境監(jiān)測(cè)、智能家居、工業(yè)自動(dòng)化等領(lǐng)域。然而，由于節(jié)點(diǎn)的能量有限、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涔潭ǖ纫蛩?，無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議成為制約其發(fā)展的關(guān)鍵因素。本文主要介紹了無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議的研究現(xiàn)狀，并深入分析了一些主流的路由協(xié)議。同時(shí)，也對(duì)當(dāng)前路由協(xié)議存在的問(wèn)題及未來(lái)的研究方向進(jìn)行了探討。一、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議簡(jiǎn)介無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議是在網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涔潭ā⒐?jié)點(diǎn)能量有限的情況下，由節(jié)點(diǎn)之間建立數(shù)據(jù)傳輸路徑的一種協(xié)議。目前，已經(jīng)研究開(kāi)發(fā)出了很多種無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議，分別包括基于鏈路狀態(tài)的路由、基于距離向量的路由、基于洪泛的路由和基于多路徑的路由等。其中，基于鏈路狀態(tài)的路由協(xié)議和基于距離向量的路由協(xié)議最為常見(jiàn)。二、主流路由協(xié)議分析（一）基于鏈路狀態(tài)的路由協(xié)議基于鏈路狀態(tài)的路由協(xié)議是指在無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中，每個(gè)節(jié)點(diǎn)通過(guò)定期交換信息來(lái)維護(hù)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浜玩溌窢顩r，并根據(jù)此建立最短路徑。該協(xié)議具有以下優(yōu)點(diǎn)：1、準(zhǔn)確性高：通過(guò)周期性交換信息，能夠準(zhǔn)確把握節(jié)點(diǎn)之間的關(guān)系。2、能量消耗低：由于每個(gè)節(jié)點(diǎn)只需要和相鄰節(jié)點(diǎn)交換信息，因此能量消耗低。3、擴(kuò)展性好：由于是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)交換信息，因此可以很好地適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)規(guī)模擴(kuò)大的情況。目前，基于鏈路狀態(tài)的路由協(xié)議有很多，例如ODMRP、OLSR等。ODMRP采用了基于多播的方式，節(jié)省了很多能量。OLSR則采用了多跳路由，優(yōu)點(diǎn)在于擴(kuò)展性好。（二）基于距離向量的路由協(xié)議基于距離向量的路由協(xié)議是指每個(gè)節(jié)點(diǎn)根據(jù)自身與周圍節(jié)點(diǎn)的距離和質(zhì)量，計(jì)算出到達(dá)目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的最佳路徑。該協(xié)議具有以下優(yōu)點(diǎn)：1、計(jì)算簡(jiǎn)單：每個(gè)節(jié)點(diǎn)只需要知道相鄰節(jié)點(diǎn)的質(zhì)量和距離。2、適合小規(guī)模網(wǎng)絡(luò)：在小規(guī)模網(wǎng)絡(luò)中計(jì)算出的路徑通常是最優(yōu)的。3、容錯(cuò)性強(qiáng)：在網(wǎng)絡(luò)中有部分節(jié)點(diǎn)失效時(shí)，通過(guò)重新計(jì)算路徑能夠很快找到新的路徑。目前，基于距離向量的路由協(xié)議有AODV、DSDV等。其中，AODV主要用于移動(dòng)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中，而DSDV則適用于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)規(guī)模較小的情況。三、問(wèn)題及未來(lái)研究方向無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議目前存在的問(wèn)題主要有以下幾點(diǎn)：1、能量消耗過(guò)大：在野外環(huán)境中，節(jié)點(diǎn)的能量通常是非常寶貴的，因此如何降低路由協(xié)議的能量消耗是當(dāng)前需要解決的問(wèn)題。2、負(fù)載均衡問(wèn)題：在一些較大的網(wǎng)絡(luò)中，節(jié)點(diǎn)間的負(fù)載不平衡是一個(gè)棘手的問(wèn)題，如何解決這個(gè)問(wèn)題也是未來(lái)需要解決的問(wèn)題。3、安全問(wèn)題：由于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的特殊性質(zhì)，因此如何保證網(wǎng)絡(luò)安全是未來(lái)需要解決的問(wèn)題。未來(lái)的研究方向主要有以下幾點(diǎn)：1、研究新的路由協(xié)議：未來(lái)的研究需要探索新的路由協(xié)議，如基于蟻群算法的路由協(xié)議、基于軟件定義網(wǎng)絡(luò)的路由協(xié)議等。2、研究傳感器節(jié)點(diǎn)集成技術(shù)：未來(lái)的研究需要研究新的傳感器節(jié)點(diǎn)集成技術(shù)，如將傳感器節(jié)點(diǎn)與機(jī)器視覺(jué)、語(yǔ)音識(shí)別等技術(shù)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)更加豐富的數(shù)據(jù)采集。3、研究多層次路由協(xié)議：未來(lái)的研究需要研究多層次路由協(xié)議，實(shí)現(xiàn)更加精細(xì)的路由控制，并降低算法復(fù)雜度。結(jié)論無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議是無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的一個(gè)重要組成部分，對(duì)保證網(wǎng)絡(luò)正常運(yùn)行具有重要作用。當(dāng)前，基于鏈路