【正文】 發(fā)生數據沖突，由于這兩種原因，它不適用于大型網絡。 平面路由協議 在平面路由協議中的所有節(jié)點 在等級和層次 上不存在任何 的差異， 因此 它們具有相同的地位。 SPIN 協議 SPIN[18]（ Sensor Protocols for Information via egotiation） 基于協商機制的傳 感器網絡協議 是第一個以數據為中心并 且 具有能量自適應性能的路由協議 ，因而解決了Flooding 和 Grossing 協議所存在的問題 。傳感器節(jié)點到匯聚節(jié)點的多跳路徑的建立，依靠匯聚節(jié)點的單跳鄰居節(jié)點作為根節(jié)點的多播樹實現。硬閾值是數據不能超過的閥值 ，軟閾值則 是對 被檢測數據 進行 變動范圍 的規(guī)定 。因此節(jié)能是無線傳感器網絡的一個重要研究。因此在大規(guī)模無線傳感網絡中如何降低網絡的平均距離成為構建網絡拓撲結構的重要因素之一。然后 ， 簇 首節(jié)點將 TDMA時隙和CDMA編碼方式一同發(fā)送給請求節(jié)點 ， 請求節(jié)點收到簇首的數據包后 ， 正式成為簇成員節(jié)點。 newMobileNode/ResourceAwareNode函數 在 中。 降下來 分析 腳本。最后 ， 簇首節(jié)點將處理后的數據傳遞至基站。簇建立階段指的是簇的初始化階段 ， 而穩(wěn)定數據傳輸階段是指當分簇完成后 ，各節(jié)點將監(jiān)測數據傳輸至其簇首節(jié)點 ， 由簇首將融合后的數據發(fā)送至基站的工作階段。如果 dod? ，則節(jié)點的能耗和距離的平方成正比；如果 dod? ，則節(jié)點的能耗和距離的四次方成正比。因為設置了 2 個閥計算機信息工程 學院畢業(yè)設計 15 門值，導致節(jié)點不能即時和基站節(jié)點通信 ，用戶也就完全得不到網絡的任何數據。 層次 路由協議 通過將網絡構建成層次，簇頭節(jié)點接收簇成員節(jié)點發(fā)送的數據，并將數據融合后發(fā)送到基站節(jié)點，因此能有效的降低能耗，減少通信量。 SPIN 協議的優(yōu)點主要有三方面： (1)傳輸元數據的耗能少； (2)對于其他節(jié)點已存在的數據，不重復發(fā)送，減少了能耗； (3)不保存鄰居節(jié)點的 數據，具有較強的適應性。其傳輸的過程是源節(jié)點向目的節(jié)點發(fā)送數據 ，首先將數據分組傳送給它的鄰居節(jié)點，然后鄰居節(jié)點再將其發(fā)送給除了源節(jié)點以外的鄰居節(jié)點。通常在一個簇內，要進行簇頭節(jié)點的選舉。 無線傳感器網絡路由協議的分類 無限傳感器網絡廣泛應用于軍事領域、環(huán)境科學、醫(yī)療應用等方面。我們要盡可能的降低節(jié)點自身的能耗，或者保證所有節(jié)點能耗速率能夠盡可能的協調一致，以延長整個網絡的使用壽命。 第 五 章 仿真實驗，通過 NS2仿真 進行仿真驗證， 并 通過實驗結果 對 LEACH和LEACHCH路由協議進行對比分析 。 計算機信息工程 學院畢業(yè)設計 5 應 用 服 務 接 口時 間 同 步 節(jié) 點 定 位傳 輸 控 制路 由M A C聲 、 光 、 電 、 磁網 絡 管 理 接 口拓撲控制服務質量安全/移動/能量網絡管理應 用 層傳 輸 層網 絡 層數 據 鏈 路 層物 理 層 圖 13 無線傳感器網絡協議棧 無線傳感器網絡 的 關鍵 技術 無線傳感器網絡作為目前 的一個 研究 熱點 ， 它具有 的關鍵技術如下所示： 網絡拓撲控制 [10] 目前網絡拓撲控制 的主要研究在于在滿足網絡有足夠的覆蓋范圍和連通性下，利用 功率 的 控制 性能 和選擇骨干網的節(jié)點 來 刪除傳感器節(jié)點間 那些沒有用 的鏈路，得到高效的網絡 拓撲結構。 目前已存在的各類傳感器節(jié)點，在實現原理上是 類 似 的， 其不同表現在對于微處理器、協議和通信方式的選擇 。 無線傳感器網絡體系結構 無線傳感器網絡的研究包 含 4 類基本實體對象：目標、傳感節(jié)點、 匯聚 節(jié)點和感知現場?？的螤柎髮W、南加州大學等大學也進行了無線傳感器網絡 在 通信協議 方面的相關 研究，提出了基于談判類協議（如 SPINPP 協議 [2]、 SPINEC 協議 [3]、 SPINBC 協議 [4]、 SPINRL 協議 [5]） 、定向發(fā)布類協議[6]、能源敏感類協議、多路徑類協議、介質存取類協議、傳播路由類協議、基于 Cluster的協議、以數據為中心的路由算法。 無線傳感器節(jié)點體積較小，具有快速組網和抗毀性強的特點，成為一種全新的信息獲取方式。 于是本文提出了一個改進的協議 —— LEACHCH 協議，該協議通過全局節(jié)點的信息選舉簇頭節(jié)點，選出最優(yōu)節(jié)點，減少能耗、延長網絡生存周期。 (4) the number of clusters is not guaranteed to be optimal value. These problems will affect the work lifetime. This paper proposes an improved protocol that calls LEACHCH protocol. The election of cluster head nodes information global node, select the optimal node, reduce energy consumption, and prolong the work life cycle. Finally, rough NS2 simulation, pared with LEACH and LEACHCH protocol. Key words: wireless sensor works。在無線傳感器網絡中，由于各 節(jié)點 自身能量 資源 的 有限， 而其 數據包的 輸送 需要 以 多跳 的 通信 形式送 達目的地 ， 由此可見，路由協議不但要注意每 個節(jié)點 在網絡中 的 耗能問題 ， 而且還要注重 整個網 絡 能量的均衡消耗 問題 ，這樣才能延長整個網絡的生存 周 期 。 所以我們需要對 路由協議 進行不斷改進 ， 優(yōu)化后的路由協議， 使 得 社會生產力 得到 進一步 的 提高，使得 人們的 社會生計算機信息工程 學院畢業(yè)設計 2 活 更加便捷 ， 使得 人民的生活質量 也得到不斷的提高 。根據應用 的 需求，還能提供 的功能有定位、能源的供應和 移動等 。介質訪問的選擇會影響 通信時一對一或一對多 的準確連接 ， 幀差錯傳輸控制 可以確保傳輸的信息到達目標節(jié)點的可靠 性。 數據融合 [13] 無線傳感器網絡中的傳感器節(jié)點通常是基于一個固定的時間間隔 來收集 和傳輸數據 的 ， 而通過這些節(jié)點傳輸 的數據 往往 具有語義相關性。 （ 3）以數據為中心 與全 局統(tǒng)一的地址 用來區(qū)分利用 節(jié)點 來 標識和 進行 路由依據的傳統(tǒng) 的 無線網絡路由協議 的 不同， 在 無線傳感器 網絡中， 節(jié)點被隨機部署在傳感器網絡中，而這些節(jié)點通常只關心 在 監(jiān)測 的 區(qū)域 內 的整體感知數據，并不關心單個節(jié)點獲 得到 的數據，因而對于整個 網 絡 唯一的節(jié)點標識 沒有任何的依賴 。而查詢驅動和時間驅動就較為不同，傳輸的數據根據節(jié)點的變化或外界的需求進行動態(tài)變化，傳輸的數據量是不固定的，在某些特殊的場合對響應的時間有要求。并且只需在通信過程中進行路由維護以及需要在傳輸前計算好路由，因此按需路由的缺點是時延比較大。 綜上所述， 由于 無線信 道的不穩(wěn)定、信道間的相互 干擾、 各 節(jié)點的 隨意 移動和 節(jié)點可能隨時因在監(jiān)測環(huán)境中能量耗盡而 失效以及 所設地理環(huán)境 等 受各方面 因素的影響， 無線傳感器 的拓撲結構 都會因此而發(fā)生改變 ，而且這些問題都是傳 統(tǒng)網絡所不曾遇到過的，顯然，傳統(tǒng) 網絡的路由協議 不能 直接 應用于無線傳感器網路 中 ，需要依據無線傳感器網絡其自身的特征來設計路由協議。但又多了另一個問題，其傳輸路線是隨意的，并沒有規(guī)劃過，所以數據傳輸的平均時延將會增加。 SAR協議 SAR[22] (Sequential Assignment Routing)連續(xù)分配路由協議，首次引入 QoS 概念。 LEACH 是分層路由協議，節(jié)點不需要維護大量的路由信息，在一定程度上提高了網絡的均衡性； LEACH 中簇頭的選擇是隨機的，合理的分擔了通信能量消耗，延長了網絡生存時間； LEACH 是分布式的路由協議，具有很好的自適應性和擴展性，適合于小規(guī)模的無線傳感器網絡。 而 相關的研究證明層次 簇 能有效的降低網絡的能耗 ，并且 LEACH 又是一種經典的層次簇協議 ， 所以我選擇對 LEACH 協議進行研究。 在無線傳感器網絡中，節(jié)點發(fā)送數據包消耗的能量最大，而睡眠和數據融合消耗的能量遠小于發(fā)送數據包消耗的能耗。當經過 1/p輪后 ， 所有節(jié)點重新以相等的概率競選簇首。 盡管 LEACH能有效的提升網絡的生命周期，但是 LEACH協議也存在一些缺點： (1)由于 LEACH 假定所有節(jié)點能夠與匯聚點直接通信，因此 LEACH協議不適合大規(guī)模無線傳感網絡。 接下來 對 進行分析。為了盡可能的降低網絡能耗 ， 在一般情況下 ， 數據穩(wěn)定傳輸階段的持續(xù)時間比簇建立階段要長。除此之外 ， 簇首節(jié)點的選舉結果還與簇首占節(jié)點總數的比值密切相關。 do 。擴展性方面 DD 協議和 TEEN 協議要優(yōu)于其他協議； 在安全機制方面 ,以上協議 都 有待進一步的研究 ；在服務質量 (Quality of Service， QoS)方面，只有 SAR 協議考慮到這個問題 。 LEACH 是一種分布式自組織的協議，將 LEACH 的運作分成輪，每一輪包括兩個階段：簇的建立階段和穩(wěn)定階段。匯聚節(jié)點 （ sink） 通過洪泛的方式 ，周期性的 廣播一種稱為興趣的數據包 ，即 不同任務的描述符 通過不同的屬性來區(qū)分 ,來 告訴網絡中的節(jié)點各自需要采集何種信息 。然而在實際網絡中，節(jié)點數眾多， 由于 所有節(jié)點都 參與其中，最終導致網絡能量消耗過快，縮短生命周期。采用這種協議時，我們要選擇能量較高的節(jié)點來當簇頭節(jié)點，并在簇內多選舉幾個進行輪流使用來均衡能耗。節(jié)點需要周期性地向其他節(jié)點發(fā)送路由信息，并且要保存路由表來存 儲路由信息。節(jié)點的移動和由于節(jié)點能量耗盡或其他突發(fā)情況而失效這兩種情況是使網絡結構拓撲發(fā)生變化的可能因素，所以設計出的路由協議要考慮這些因素，使網絡能夠更好的適應拓撲的變化。而無線傳感器網絡節(jié)點由于能量有限且有時 能量不能得到補充，所以在設計路由協議時，要盡量降低節(jié)點能量消耗使能量得到高效利用，從而最大限度地延長整個網絡生命周期。 與此 同時 ， 傳感器 網絡的 拓撲結構 不是靜止存在，而是在 動態(tài)變化 ， 所以 網絡資源也在 跟隨其 不斷變化 ， 這些 使得 網絡協議 需要不斷完善 。如圖 13 所示， 不同層次在網絡中具有不同的作用 。 傳感器節(jié)點 將 檢測 到 的目標信息要 經 過 本地簡單 的 處理 后 ，然后 借助相近的傳感器節(jié)點 通過 多跳 的形式將信息傳送給 觀測節(jié)點。 路由協議 是當今 無線傳感器網絡研究的熱點之一 ， 在 無線傳感器網絡 中， 數據 的 傳輸與 路由協議 緊密 相關 。因為對環(huán)境數據的采集具有實時性，呈現出了真實的物質世界，所以為我們的應用和研究帶來了極大地便利。 analyze and summarize the difference between some typical routing protocols for wireless sensor works。 On the basis of that, the paper makes a deep analysis of LEACH protocol, through the analysis found that, LEACH agreement exists the following problems due to the random selection of cluster head scheme: (1) the cluster head node distribution is not uniform。因此人們對它投入了更多的關注，并將其應用在農業(yè)、醫(yī)療、工業(yè)和軍事等各個領域。 路由協議 在網絡中承擔 著數據轉發(fā)節(jié)點的選取任務，即 要 在 無線傳感器 網絡中 明確數據 傳輸 時通過 的具體路徑。遠程任 務管理和用戶與觀測節(jié)點之間的 交流 是借助 外部網絡，如 UAV、衛(wèi)星通信網、互聯網等。 物理層 [8]： 保證 了 數據 在 傳輸 時所用 介質的規(guī)范， 在傳輸介質上傳輸數據的比特流。 在無線傳感器網絡中 ， 路由協議 不僅需要在網絡 中每 個節(jié)點的能耗 ，更要降低 這整個網絡能量消耗 ， 從而 延長整個網絡的生存周期 ，達到其實現的目的 [12]。 （ 2）基于局部拓撲信息 由于傳感器節(jié)點數目眾多，所以不能建立全局地址。 （ 2） 數據傳輸特征 對于數據的采集和傳輸的要求，無線傳感器網絡與其他網絡不同，所以設計的路由協議要有針對性，主要考慮這些因素：數據的傳輸方式、數據的融合技術和無線傳輸的手段等方面。當網絡拓撲發(fā)生變化時，節(jié)點通過廣播的方式來及時更新信息。 3．依據路由的發(fā)現過程 （ 1）以位置信息為中心的路由協議：它根據節(jié)點的位置，縮小范圍后， 直接向需計算機信息工程 學院畢業(yè)設計 10 要的區(qū)域轉發(fā)數據，這樣能緩解中間節(jié)點的能量消耗，從而延長網絡壽命。 (2)出現信息冗余的現象，如圖 32 所示， 節(jié)點 A 和 C 收到的信息有重疊的部分 r，再將信息發(fā)送到 B 時，信