基于移动Sink的无线传感器网络路由协议的研究与实现

• 作 者: 王帼英
• 机 构: 北京邮电大学
• 出 处: 北京邮电大学
• 发表日期: 2011年期
• 关键词: 无线传感器网络 环境监测 Sink节点 路由协议 网络环境

无线传感器网络(Wireless Sensor Networks，WSNs)是由部署在监测区域内大量传感器节点构成的，用于收集物理环境相关信息的多跳的自组织的网络，在社会生活的各个领域有着及其广泛的应用前景。不同于其他传统网络，无线传感器网络中节点不但需要监测、采集、处理环境数据，同时将数据以多跳的方式正确转发到Sink节点，因此，对于路由协议的研究成为了对无线传感器网络研究的基础也是重点。　　
随着无线传感器网络应用的发展，许多应用环境要求Sink节点移动完成数据采集工作，同时，固定Sink周围节点能量消耗大，易形成能量瓶颈节点，造成Sink和整个网络的割裂。因此，在无线传感器网络中引入移动Sink成为技术发展的趋势，也对路由技术提出了新的挑战。　　
针对无线传感器网络中移动Sink和多Sink，Fan Ye等人提出了TTDD(Two-Tier Data Dissemination)路由算法，通过网格结构和代理机制有效解决了Sink移动性的问题。随后基于TTDD协议的研究又出现了许多相关改进协议，其中，有人提出了一种新TTDD改进协议，通过在双层网格结构和分级监测机制，有效的解决了TTDD协议中存在的一些问题，例如源节点频繁泛洪建网开销较大、不支持节点到Sink的直接PUSH、突发事件监测能力较差、不支持查询驱动等。　　
本文对TTDD及其改进协议进行了深入分析，在此基础上，利用TinyOS平台，nesC语言实现了两个协议，并在实验网环境下进行了实验测试，分别在多源节点、多Sink节点和Sink移动性的场景下，测量了数据成功接收率、端到端平均时延、首次数据时延等性能指标，在验证了两个协议的实际可行性的同时，也对其在实际网络环境下的性能进行了分析。