无线传感器网络协议栈结构图.doc

无线传感器网络协议栈结构图 篇一：无线传感器网络实用教程 1、无线传感网络的组成：数据获取网络、数据分布网络、控制管理中心 2、传感器网络的特点：大规模网络、自组织网络、多跳路由、动态性网络、以数据为中心的网络、兼容性应用的网络。 3、传感器节点的限制：电源能量有限、通信能力有限、计算和存储能力有限 4、传感器网络的关键技术：网络拓扑控制、网络协议、网络安全、时间同步、定位技术、数据融合、数据管理、无线通信技术、嵌入式操作做系统、应用层技术。 5、无线传感器网络体系结构概述 无线传感器网络是由大量的秘籍部署在监控区域的智能传感器节点构成的一种网络应用系统 传感器节点数量众多，采用随机投放方式，通过局部的数据采集、预处理以及节点间的数据交互来完成全局任务。无线传感器网络可以在独立的环境下运行，也可以通过网关连接到现有的网络基础设施上。 6、无线传感器网络软件体系结构：网络适配层、基础软件层、网络中间件、配置中间件、功能中间件、管理中间件、安全中间件。 7、无线传感器网络的协议栈包括：物理层、数据链路层、网络层、传输层、应用层，能量管理、移动管理、任务管理等平台。 8、定位和时间子层在协议栈中的位置比较特殊，他们既要依赖于数据传输通道进行协作定位和时间同步协商，同时又要为各层网络协议提供信息支持，如基于时分复用的MAC协议、基于地理位置的路由协议等都需要定位和同步信息。 9、无线传感器网络通信体系结构 （1）无线传感器网络中的节点数目众多，传感器网络可扩展性要强； （2）自组织传感器网络最大的特点是能量受限，所以节能是设计的主要考虑目标之一； （3）传感器网络节点受损概率较高，因此网络健壮性保障是必须的； （4）网络拓扑结构变化快。 10、路由协议分类 （1）根据传输过程采用路径的多少，分为单路径路由协议、多路径路由协议； （2）根据节点在路由过程中是否有层次结构、作用是否有差异，可分为平面路由协议和层次路由协议； （3）根据路由建立时机与数据发送的先后关系，分为主动路由协议、按需路由协议、混合路由协议； （4）根据是否以地理位置来标识目的地、路由计算中是否利用地理位置信息，可分为基于地理位置的路由协议和非基于位置的路由协议； （5）根据是否以数据来标识目的地，可分为基于数据的路由协议和非基于数据地址的路由协议； （6）根据节点是否编址、是否以地址标识目的地，可分为基于地址的路由协议和基于非地址的路由协议； （7）根据路由选择是否考虑QoS约束，可分为保证QoS的路由协议和不保证QoS的路由协议； （8）根据数据在传输过程中是否进行聚合处理，可分为数据聚合的路由协议和非数据聚合的路由协议； （9）根据路由是否由源节点指定，可分为源站路由协议和非源站路由协议； （10）根据路由建立时机是否与查询有关，可分为查询驱动的路由协议和非查询驱动的路由协议。 11、平面路由协议：Flooding协议及Gossiping协议、DD路由协议、Rumor协议、SPIN协议、EAR协议、GBR协议、HREEMR协议、SMECN协议、GEM协议、SCBR协议、SAR协议。 12、层次路由协议：LEACH协议、PEGASIS协议、TEEN协议、GAF协议、GEAR协议、SPAN协议、SOP协议、MECN协议、EARSN协议。 13、MAC研究现状和趋势 MAC协议研究也侧重于能耗因素及相应节能策略，而其他方面并没有突破传统自组网MAC协议的设计策略，因而针对应用需求或业务特点量身设计，或者与节能策略相结合以进一步提高能量有效性或在多个其它特殊需求中权衡取舍，逐渐成为MAC协议研究的另一趋势。 14、影响WSN的MAC协议的因素 a) WSN的MAC协议设计主要问题：能量有效性、可扩展性、冲突避免、信道利用率、 延迟、吞吐量、公平性； b) 能耗因素分析：空闲侦听、消息碰撞、窃听、控制报文开销、发送失效、在控制节 点间的信道分配时如果控制消息过多也会消耗较多网络能量； c) 通信模式：广播模式、会聚模式、本地通信、多播模式。 15、MAC协议特点 a) 采用基于TDMA的接入方式； b) 利用分群结构群首局部集中控制的机制； c) 与多跳转发相关的资源分配策略； d) 冗余相关数据的隐聚合。 16、WSN的MAC协议设计策略 a) 由于不同场合对网络的要求不同，MAC协议的设计面临着各种各样与应用相关的 业务特性和需求因此并不存在一种通用MAC协议； b) 能量高效仍是MAC协议设计的关键因素； c) 由于最初WSN被假定为是由静态节点组成的，但随着应用需求要求节点具有自主 移动性，对MAC协议移动性设计也提出了更高的要求； d) MAC协议的设计应考虑到网络