‘壹’ wsn路由协议具有哪些特点和性能指标
路由协议是WSN的关键技术之一,它负责将数据分组从源节点通过网络转发到目的节点
主要包括两个方面的功能:
寻找源节点和目的节点的优化路径 将数据分组沿着优化路径正确转发
与有线网络和蜂窝式无线网络不同,WSN中没有基础设施和全网统一的控制中心在这种无中心的环境下,路由可以看成分布式地获取网络拓扑信息,以一定准则计算路径并对路径进行维护的过程。
三、WSN的特点及对路由设计的影响
网络特点是路由设计的主要依据,对网络特点的分析是进行协议设计的前提 无线传感网络中,网络业务的最大特点是具有明显的方向性。
为了实现信息采集的目的,WSN的网络业务大都发生在数据汇聚节点(sink)
和普通的传感器节点之间,包括sink节点到传感器节点的下行业务(如查询指令下达)和传感器节点到sink的上行业务(如采集信息的回传)
传感器节点之间的横向业务所占比例较小,主要是网络的控制信息和网内信息处理所需要的信息。
无线传感器网络的一个基本理念是以大量低成本节点组网,通过节点之间的协作获得比单一的高精度、高可靠性和高成本的传感器更好的信息采集效果。单个传感器低能量和不可靠是无线传感器网络固有的,将对协议设计产生较大影响。
从对路由协议设计影响的角度,归纳WSN的特点
1、形式多样的信息报告模式
WSN中信息报告模式分三类:
a.事件触发:节点采集信息后判断,若超过一定的阈值,则认为发生了某种事件,需要立即上报,如用于预警的WSN
b.周期的:节点定期把采集到的信息报告给sink。如野生动植物和环境监测WSN c.基于查询:node不主动向sink上报采集到的信息,而是等待用户查询,根据用户需要反馈信息。
d.混合模式:前三种的综合。如智能交通的WSN
不同的信息报告模式影响路由的触发机制
‘贰’ 衡量无线传感网络节点定位算法的性能指标有哪些
定位精准度:空间实体位置信息与真实位置之间的接近程度。
有效定位范围:定位系统所能定位的有效范围
节点密度:播撒的传感器节点的疏密程度
信标节点密度:信标节点在整个WSN中所占比例
容错性与自适应性
安全性:指系统对合法用户的响应以及对非法请求的抗拒
功耗:低
代价与成本:包括时间代价,空间代价,资金代价都要尽可能低
‘叁’ 衡量无线传感器分布式同步协议的指标有哪些
没有统一的MAC协议分类方式,但是大体依据标准分为三种,如根据网络拓扑结构方式(分布式和集中式控制);使用单一或多信道方式;采用固定分配信道还是随机访问信道方式。
已有的参考文献也将无线传感器网络MAC协议分为三类:确定性分配、竞争占用和随机访问。前两者不是传感器网络的理想选择。因为TDMA固定时隙的发送模式功耗过大,为了节省功耗,空闲状态应关闭发射机。竞争占用方案需要实时监测信道状态也不是一种合理的选择。随机介质访问模式比较适合于无线传感网络的节能要求。
下面介绍根据信道分配使用方式,将无线传感器网络MAC协议分为基于无线信道随机竞争方式和时分复用方式及基于时分和频分复用等其他混合方式三种。
1) 无线信道随机竞争接入方式(CSMA)
节点需要发送数据时采用随机方式使用无线信道,典型的如采用载波监听多路访问(CSMA)的MAC协议,需要注意隐藏终端和暴露终端问题,尽量减少节点间的干扰。
2) 无线信道时分复用无竞争接入方式(TDMA)
采用时分复用(TDMA)方式给每个节点分配了一个固定的无线信道使用时段,可以有效避免节点间的干扰。
3) 无线信道时分/频分/码分等混合复用接入方式(TDMA/FDMA/CDMA)
通过混合采用时分和频分或码分等复用方式,实现节点间的无冲突信道分配策略。
‘肆’ 什么是无线传感技术
早在上世纪70年代,就出现了将传统传感器采用点对点传输、连接传感控制器而构成传感网络雏形,我们把它归之为第一代传感器网络。随着相关学科的不断发展和进步,传感器网络同时还具有了获取多种信息信号的综合处理能力,并通过与传感控制的相联,组成了有信息综合和处理能力的传感器网络,这是第二代传感器网络。而从上世纪末开始,现场总线技术开始应用于传感器网络,人们用其组建智能化传感器网络,大量多功能传感器被运用,并使用无线技术连接,无线传感器网络逐渐形成。
无线传感器网络是新一代的传感器网络,具有非常上世纪70年代,其发展和应用,将会给人类的生活和生产的各个领域带来深远影响。
无线传感器网络可以看成是由数据获取网络、数据颁布网络和控制管理中心三部分组成的。其主要组成部分是集成有传感器、处理单元和通信模块的节点,各节点通过协议自组成一个分布式网络,再将采集来的数据通过优化后经无线电波传输给信息处理中心。