基于tinyos的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議的研究與實(shí)現(xiàn)1

《基于tinyos的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議的研究與實(shí)現(xiàn)1》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫。

1、基于tinyos的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議的研究與實(shí)現(xiàn)［1】孔慶云瑩湘&第一章：緒論§1.1協(xié)議開發(fā)的背景及意義本文要介紹的是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)（WSN）里一種路由協(xié)議的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，該路由協(xié)議的開發(fā)屬于蘇州中科集成電路設(shè)計(jì)中心（蘇州中科）在孵項(xiàng)目，蘇州中科RF項(xiàng)目組的三個(gè)課題組Z———無線傳感器網(wǎng)絡(luò)組的一個(gè)研究方向。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)小組主要研究無線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)、路由協(xié)議開發(fā)、mac層協(xié)議開發(fā)、超寬帶（UWB）以及數(shù)據(jù)融合等方向。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)作為一個(gè)新興的領(lǐng)域，吸引了國內(nèi)外眾多科研單位和學(xué)者對其各方面進(jìn)

2、行深入的研究。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)涉及到的學(xué)科很多，應(yīng)用到的領(lǐng)域也很廣，路由協(xié)議是其中非常重要的一個(gè)方向。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)可以看作是一種adhoc網(wǎng)絡(luò)，它支持點(diǎn)對點(diǎn)通信和數(shù)據(jù)的多跳傳播。但是，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)與一般的adhoc網(wǎng)絡(luò)又有所不同，它所應(yīng)用的環(huán)境更加復(fù)雜，傳感器節(jié)點(diǎn)本身的功能簡單，節(jié)點(diǎn)的部署更加密集，拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)更容易變化，這就要求無線傳感器網(wǎng)絡(luò)不能使用傳統(tǒng)的adhoc網(wǎng)絡(luò)里的路由協(xié)議。應(yīng)用于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的路由協(xié)議是與應(yīng)用緊密和關(guān)的，不同的應(yīng)用對數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊蟛煌?，對能量的限制不同，對網(wǎng)絡(luò)延遲的要求也不

3、同。比如：應(yīng)用于軍方偵察敵方口標(biāo)區(qū)域環(huán)境參數(shù)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)耍求數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃愿撸獙Υ罅繑?shù)據(jù)進(jìn)行融合計(jì)算提取有用信息。另外，由于不方便或不可能更換傳感器節(jié)點(diǎn)的電池，耍求無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的生命周期盡可能的長，這就耍平衡網(wǎng)絡(luò)負(fù)載,在選路過程中均衡節(jié)點(diǎn)能量的使用，避免出現(xiàn)部分節(jié)點(diǎn)由于過度使用而出現(xiàn)節(jié)點(diǎn)失效，導(dǎo)致整個(gè)網(wǎng)絡(luò)存在不能到達(dá)的網(wǎng)絡(luò)空洞。路由協(xié)議的好壞直接影響著無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的整體性能，況且在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中，路由協(xié)議與應(yīng)用類型關(guān)系密切。不同應(yīng)用對傳感器網(wǎng)絡(luò)性能的側(cè)重面不同，沒有任何一種路rtl協(xié)議可

4、以適用于所有環(huán)境。這種情況下針對不同類型的應(yīng)用開發(fā)和應(yīng)的路由就顯的特別重要，國內(nèi)外對于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議的研究也是非常的熱門。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)可應(yīng)用于軍方、民用以及外太空探索等多種領(lǐng)域，應(yīng)用前景非常廣闊，它一岀現(xiàn)就在科技界激起了很大反響。n前國際市場和國內(nèi)市場正在逐漸產(chǎn)生無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的產(chǎn)品和應(yīng)用，比如傳感器網(wǎng)絡(luò)先鋒公司——Crossbow公司生產(chǎn)的MPR系列的傳感器節(jié)點(diǎn)以及提供的家庭解決方案等，我國深圳先進(jìn)技術(shù)研究院止在進(jìn)行解決煤礦安全的項(xiàng)目，寧波中科也已經(jīng)口行研發(fā)出了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)軟硬件產(chǎn)品：g

5、ains系列節(jié)點(diǎn)以及配套的操作系統(tǒng)gainsOs。優(yōu)化配置無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的資源，適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞膭?dòng)態(tài)變化，沒有相應(yīng)的路由協(xié)議是不可能做到的。隨著無線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的范圍日益擴(kuò)展，和具體應(yīng)用緊密相關(guān)的路由協(xié)議的研發(fā)就顯的越來越重要，對路由I■辦議的研究對發(fā)揮無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的整體性能，提高應(yīng)用效率起著非常重要的作用。路由協(xié)議以及下層mac層和物理層協(xié)議的研發(fā)水平從一定程度上決定了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的研發(fā)水平，它們在一定程度上決定了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的整體性能?！?.2無線傳感器網(wǎng)絡(luò)概述微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和無線

6、通信技等技術(shù)的進(jìn)步，推動(dòng)了低功耗多功能傳感器的快速發(fā)展，使其在微小體積內(nèi)能夠集成信息采集、數(shù)據(jù)處理和無線通信等多種功能。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(wirelesssensornetwork,WSN)就是由部署在監(jiān)測區(qū)域內(nèi)大量的廉價(jià)微型傳感器節(jié)點(diǎn)組成，通過無線通信方式形成的一個(gè)多跳的組織的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其H的是協(xié)作地感知、采集和處理網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域屮感知對象的信息，并發(fā)送給觀察者。人們叮以通過傳感器網(wǎng)絡(luò)宜接感知客觀世界，從而極人地?cái)U(kuò)展現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的功能和人類認(rèn)識世界的能力。美國商業(yè)周刊和MIT技術(shù)評論在預(yù)測未來技術(shù)發(fā)展的報(bào)告

7、中，分別將無線傳感器網(wǎng)絡(luò)列為21世紀(jì)最有影響的21項(xiàng)技術(shù)和改變世界的10大技術(shù)之一。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)、塑料電子學(xué)和仿生人體器官又被稱為全球未來的三大高科技產(chǎn)業(yè)。早在上世紀(jì)70年代，就出現(xiàn)了將傳統(tǒng)傳感器采用點(diǎn)對點(diǎn)傳輸、連接傳感控制器而構(gòu)成無線傳感器網(wǎng)絡(luò)雛形，我們把它歸之為第一代無線傳感器網(wǎng)絡(luò)。隨著相關(guān)學(xué)科的不斷發(fā)展和進(jìn)步，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)同時(shí)還具有了獲取多種信息信號的綜合處理能力，并通過與傳感控制器的相聯(lián)，組成了有信息綜合和處理能力的傳感器網(wǎng)絡(luò)，這是第二代傳感器網(wǎng)絡(luò)。而從上世紀(jì)末開始，現(xiàn)場總線技術(shù)開始應(yīng)用于

8、傳感器網(wǎng)絡(luò)，人們用其組建智能化傳感器網(wǎng)絡(luò)，大量多功能傳感器被運(yùn)用，并使用無線技術(shù)連接，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)逐漸形成。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)起源于1994年加州伯克利分校的WilliamKaiser提交的“LolPowerWirelessIntegratedMicrosensors”研究計(jì)劃書。該計(jì)劃書提出TMEMS微小節(jié)點(diǎn)的概念模型，描述了極具想象力的應(yīng)用背景。在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的研究初期，人們一度認(rèn)為成熟的Internet技術(shù)加上Ad-hoc路由機(jī)制對傳感器網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)