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定向擴(kuò)散協(xié)議[4]是一種基于查詢的路由機(jī)制。整個過程可以分為興趣擴(kuò)散、梯度建立以及路徑加強(qiáng)三個階段。在興趣擴(kuò)散階段，匯聚節(jié)點(diǎn)向傳感器節(jié)點(diǎn)發(fā)送其想要獲取的信息種類或內(nèi)容。興趣消息中含有任務(wù)類型、目標(biāo)區(qū)域、數(shù)據(jù)發(fā)送速率、時間戳等參數(shù)。每個傳感器節(jié)點(diǎn)在收到該信息后，將其保存在CACHE中。當(dāng)整個信息要求傳遍整個傳感器網(wǎng)絡(luò)后，便在傳感器節(jié)點(diǎn)和匯聚節(jié)點(diǎn)之間建立起一個梯度場，梯度場的建立是根據(jù)成本最小化和能量自適應(yīng)原則。一旦傳感器節(jié)點(diǎn)收集到匯聚節(jié)點(diǎn)感興趣的數(shù)據(jù)，就會根據(jù)建立的梯度場尋求最快路徑進(jìn)行數(shù)據(jù)傳遞。
LEACH協(xié)議
LEACH[3][5](LOW-Energy Adaptive Clustering Hierarchy)是一種以最小化傳感器網(wǎng)絡(luò)能量損耗為目標(biāo)的分層式協(xié)議。該協(xié)議的主要思想是通過隨機(jī)選擇類頭節(jié)點(diǎn)，平均分擔(dān)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的中繼通訊業(yè)務(wù)來達(dá)到平均消耗傳感器網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)能量的目的，進(jìn)而可以延長網(wǎng)絡(luò)的生命周期。LEACH協(xié)議可以將網(wǎng)絡(luò)生命周期延長15%。LEACH協(xié)議分為兩個階段：類準(zhǔn)備階段和數(shù)據(jù)傳輸階段。類準(zhǔn)備階段和就緒階段所持續(xù)的時間總和稱為一個輪回。
在類準(zhǔn)備階段，LEACH協(xié)議隨機(jī)選擇一個傳感器節(jié)點(diǎn)作為類頭節(jié)點(diǎn)，隨機(jī)性確保類頭與基站之間數(shù)據(jù)傳輸?shù)母吣芎某杀揪鶆虻姆謹(jǐn)偟剿袀鞲衅鞴?jié)點(diǎn)上。類頭節(jié)點(diǎn)是根據(jù)如下公式來選擇的：
其中N為網(wǎng)絡(luò)中傳感器節(jié)點(diǎn)的數(shù)目，K為期望在當(dāng)前輪回中的類頭節(jié)點(diǎn)的數(shù)目。Ci(t)為指示方程，用于表明在過去的輪回中，該節(jié)點(diǎn)是否做過類頭節(jié)點(diǎn)，若做過，則Ci(t)為0，否則Ci(t)為1。通過該式表明，只有那些以前的輪回中沒有做過類頭節(jié)點(diǎn)、能量消耗較少的節(jié)點(diǎn)才能夠成為當(dāng)前輪回的類頭節(jié)點(diǎn)。
結(jié)語
近幾年，針對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議的研究相對于傳統(tǒng)的無線通訊路由協(xié)議吸引了更多人的研究視線。從上面分析可以看出，每種協(xié)議之間是相互聯(lián)系的。因此，從某種意義上來講，很難說清楚到低是那種協(xié)議更有優(yōu)勢�；趯@些協(xié)議的比較分析表明，一個好的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議應(yīng)具備如下特征：
具有動態(tài)的選擇匯聚節(jié)點(diǎn)的能力。很明顯，匯聚節(jié)點(diǎn)的生命周期直接影響到整個傳感器網(wǎng)絡(luò)的生命周期。在信息的傳遞過程中，匯聚節(jié)點(diǎn)的使用頻率最高，能量消耗最大。當(dāng)某一個匯聚節(jié)點(diǎn)的能量消耗過大時，傳感器網(wǎng)絡(luò)能夠根據(jù)匯聚節(jié)點(diǎn)的能量消耗狀況，動態(tài)的選擇能量消耗少的節(jié)點(diǎn)，進(jìn)行信息的傳遞，平衡整個網(wǎng)絡(luò)的匯聚節(jié)點(diǎn)的能量消耗，可以延長傳感器網(wǎng)絡(luò)的生命周期。
快速的數(shù)據(jù)融合技術(shù)。多傳感器的信息采集過程同時也是多信息的融合問題。如果信息能夠在傳感器節(jié)點(diǎn)進(jìn)行快速的信息融合和分離，將提高整個網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行效率。
隨機(jī)路徑選擇能力。當(dāng)有多條路徑可以進(jìn)行信息傳遞時，系統(tǒng)可以根據(jù)整個網(wǎng)絡(luò)的能量消耗進(jìn)行平衡，從多條路徑中選擇最適合的路徑。
總之，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是一門全新的技術(shù)，還有許多課題需要科技工作者堅(jiān)持不懈的努力。 |
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