摘要：无线传感器网络对能量的要求极高，而且对其传感器节点采集到的数据要进行进一步的融合，要实现这些目标，根据其实际需求设计出合适的路由策略是非常重要的。本文首先详细的分析了无线的传感器网络路由的基本概况，进而从多个方面深入探讨了其路由的特点与合格的路由策略应该具备的条件，最后分别介绍了几种路由策略，并对这些策略做了详细的对比和分析。

　　关键词： 无线的传感器网络；生成树；路由策略中图分类号：TP39文献标识码：A文章编号：1006-4311（2012）07-0116-020引言无线传感器网络是目前计算机领域较为流行的一种新兴技术，在当前的国际领域备受关注，涉及到多个学科的高度交叉，其重视高度集成，也综合了传感器技术、嵌入式的计算技术以及分布式的信息处理技术等高科技技术，但是，由于无线的传感器网络通常需要在环境较为恶劣，人类难以接近的地带运行，无法随时受到人为的操作和指挥，网络中的节点数目非常庞大分布也广泛，每个节点控制的区域有限，其通信能力与计算能力都有很大的局限性，而且节点通常又只携带有限的无法补充的能量，因此，无线的传感器网络就需要具备较低的能耗、易扩展、较高的环境适应能力以及较高的实时性等特点，而要获得这些能力，就需要一种简单而高效的路由策略，以延长网络的生命周期。本文将对无线的传感器网络的路由策略进行详细的分析和研究。

　　1无线传感器网络理由处理的基本概况无线的传感器网络是由大量的低成本、具备感知能力、低能耗、通信能力强、多功能的微型传感器，通过无线通信，相互协作而构成的，该网络可以很好的协作、感知、采集与处理网络覆盖的地理区域中感知对象的信息，并向客户发布。因此，无线的传感器网络可以当做是传感器与传感器、传感器与客户之间的一种通信手段。

　　目前，国内外对无线的传感器网络这种新兴的，前景极为广阔的技术有着多个领域的深入研究和探讨，而其网络的路由协议就是其中一种极为重要的研究方向。然而，由于目前无线的传感器网络尚处于初级阶段，其路由协议就更是处于研究阶段，国际上还没有统一的标准，也没有一致的准则，已经成形而且大量投入使用的路由策略暂时还没有出现。

　　在无线的传感器网络中，路由协议的性能会对整个网络的性能产生直接的影响，伴随着近年以来无线的传感器网络的快速扩展应用，根据具体的应用情况设计出对应的路由就显得极为有必要，也对提高无线的传感器网络的工作效率起到至关重要的作用。通过总结无线的传感器网络的协议设计经验，设计出简单而高效的无线的传感器网络路由协议是当前我们发展无线的传感器网络的当务之急，也具备十分重要的理论意义与实践价值。

　　当然，无线的传感器网络路由策略设计会受到较多因素的影响，首先要考虑其节能性，而且要从整体网络系统的高度，根据实际的具体应用背景，来综合考虑网络能量的使用均衡，以达到延长整个网络的寿命的最终目的。目前，已经有很多研究人员运用多种策略来对无线的传感器的网络路由进行设计，也提出丰富多彩的路由协议设计，不过这些协议大多都还存在一定的局限性。

　　2无线传感器网络路由的基本特点及其策略的要求要探讨无线的传感器网络路由的策略就一定要对无线的传感器网络有基本的了解，再针对其特点去设计策略，具体而言无线的传感器网络结构具备以下几个特点：①没有基础网络设施的支持。与常规的通信网络相比较，无线的传感器网络不需要基础网络设备的支持就可以在任何的时刻与地点，快速的构建一个移动的通信网络，其建立可以实现快速、独立与灵活等特点，常常运用于突发事故的救灾与偏远地区的通信等情况。②网络的规模较大，节点的密度较高。要获取更加精确的数据信息，并保证网络的高度可用性与生存能力，我们会在无线网络的监测区域内部署数目可观的传感器节点，规模极大，而且网络的密度也很高，系统也具备较强的容错性能，检测盲区较少。③节点的能量存储、计算能力以及存储容量都是有限的。无线的传感器网络节点属于微型的嵌入式设备，其能量来自于电池的供给。而网络中节点在进行监测、数据处理和通信等工作的过程一般要消耗很多的能量，这对网络的寿命带来极大的威胁，也无法进行大量的复杂计算与数据存储。④自组织的网络。无线的传感器网络节点的部署一般会采用飞行器布撒似的随机方式，无法预先设定精确的节点位置，因此无线传感器一定更要具备自组织网路的能力，要在无人干预情况下，自动的进行网络配置与管理。

　　而无线传感器网络的路由协议又具备以下几个特点：①从路由的策略类型上来看，属于一种被动的路由协议；而从其逻辑的拓扑结构上来看，属于一种层次式的路由协议，而且也是一种多路径的路由协议。②网络节点低能量，对于一次性随意部署的无线传感器节点而言，对其进行维护与更换能源的可能性较小等特点使得节能成为无线传感器网络路由协议一个极为重要的设计优化目标。③规模较为庞大，无线传感器网络庞大的规模也就要求我们的路由协议一定要具备较高的可扩展性。其网络应该可以支持成千上万个节点，而且路由协议的收敛时间、路由的发现时间等都更长，但是网络拓扑维持不变的间隔却变得更短。④拓扑变化性较强，无线传感器的路由协议一定要能够适应极为快速的拓扑变化，在适应高度的拓扑时变的同时，也不会造成过多的协议开销或者路由发现延迟。

　　由以上分析总结可知，一个合格的无线传感器网络的路由策略协议必须具有以下这些特征：①资源的有效性。无线的传感器网络节点的能量有限，且无法进行能量补充要求路由协议一定能高效的利用能量，实现资源有效性的最大化。②可扩展性。由于网络检测区域范围或者节点密度的不同，就极易造成网络大小的不同，而且新节点的加入，节点的休眠或者能量的耗尽等情况都会使网络的拓扑结构发生动态的变化，这就需要我们的路由机制具备良好的扩展性。③数据的融合能力。在无线网络中，只有当节点可以很快地实现数据的分类与融合，才能大大减少数据的传输量，尽量减小网络的开销。④随机选路的机制。在很多网络路由协议中，都没有充分考虑容错性。但是如果在路由的算法中，具备随即选路机制，在同等条件时可以选择多条路径，也就会大大的减少因为某以条路径的出错而导致的能量损失或者延迟。⑤动态的设置能量与时延门限值。在网络路由协议中，要设置合理的网络节点发送、中继数据的能量以及时延门限值，针对网络内部的能量均衡，延长无线传感器网络的生存寿命有着非常重要的作用。随着感知技术、通讯技术和计算技术的飞速发展，传感器网络受到了越来越多的关注，也出现了很多无线的传感器网络中的路由层协议。

　　3现行的几种无线传感器网络的路由技术及其比较根据网络结构的差异，我们一般将无线的传感器网络中的路由协议分为平面的路由协议、层次化的协议以及地理位置的路由协议等，而根据协议算法的差异，可以分为基于多路选择的路由协议、基于查询的路由协议、基于协商的路由协议以及基于QoS的路由协议等；根据路由工程的启动过程差异，可以分为主动式的路由协议、反应式的路由协议以及混合式的路由协议。

　　以下具体介绍几类路由协议：

　　3.1 平面路由协议在平面路由协议中，所有的节点都不分层次，是传感器网络中应用最原始、最简单的协议，无需任何路由算法，而且也不需要对网络的拓扑结构进行维护，这种路由协议无法适应复杂的危险传感器网络路由传输，只能运用于较简单的网络中。这种路由协议的代表是Flooding协议和Gossiping协议。SPIN协议则可以对数据的数据核进行高度的描述，并以此命名，其通信模式是点到点的模式，很好的解决了内爆、重叠以及与资源无关等一系列问题，所有的节点都只需要清楚它的一跳邻居即可。定向扩散则是通过命名的方式来实现数据的分发的平面路由协议。

　　3.2 层次化的路由协议此类协议会将每一个节点集中力，将它们分为若干个簇，每个簇都选举一个簇头。再由簇头对簇内的节点进行调节。最早的这类协议是LEACH协议。但是LEACH协议无法选举均匀的簇头分布，而且其动态成簇过程也会增加网络中额外的开销。而TEEN协议是一种主动型的传感器网络路由，比LEACH协议更有效。还有一些基于位置的路由协议也属于层次化的路由协议。

　　3.3 基于QoS的路由协议在未来的无线传感器网络路由研究中，对路由层中具备QoS的保障能力、节点的移动能力等条件下的路由协议应该加大关注力度。因为具备QoS的保障能力的路由协议，一方面可以为我们提供能量的有效选路，而且也可以确保带宽的有效性。其应用范围也很广泛，诸如战争时期对目标的实时跟踪、突发事件的触发等都可以用到QoS路由。

　　无线的传感器网络中的路由研究是近年来计算机研究领域的一个关注重点和焦点，但是很多现行的路由协议大多还存在很大的缺陷，而且都有一定的相互关系，很多路由协议也是基于同一个考虑重点而设计的。在众多的路由策略中，我们根本无法明确的去说哪个协议更好，哪个协议很差，只能说路由与具体的网络应用有着非常密切的关系，只有最适合具体网络应用的协议才是最好的路由协议。

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