基于位置信息的无线传感器网络路由协议的研究

无线传感器网络是一种新型的信息探测与处理技术，它集传感技术、分布式信息获取与处理技术、微机电系统及无线通信技术于一体，能够实现对各种环境和监测对象的实时感知和采集，并将采集信息进行处理后传输给用户，给人类的生产生活带来巨大影响。与传统无线网络不同，无线传感器网络能量、内存及带宽等资源有限，且往往运行环境特殊，节点电量不被补充，因而尽可能的延长网络生命周期成为网络设计的核心要素。近年来，随着节点定位技术的发展，基于地理位置的路由协议在减小网络能耗、提高路由查找效率等方面凸显优势，结合节点地理位置信息设计能量有效的无线传感器网络路由协议具有重要意义。本文借鉴现有无线路由协议的优秀思想，针对无人值守水下信息监测系统，考虑优化资源管理和节能等因素，提出一种改进的基于节点地理位置的无线传感器网络路由协议。该协议将分簇思想与节点地理位置路由相结合，分簇网络可优化通信资源、便于节点管理，且数据传输只在具有更高层次的虚拟骨干网上进行，能有效减少网络拥塞现象；为避免簇首间或簇首与汇聚节点间通信距离跨度较大问题，协议引入了“网关”的概念，以实现网络连通和数据路由的过程；节点根据地理位置信息直接发送分组数据至下一跳节点，因而不存在路由维护过程，同时，针对“局部优化”问题，设计异常转发机制，保证了路由的可靠性。最后，通过NS2仿真平台对该协议进行仿真，通过对比该协议在网络不同动态条件下的仿真结果，分析协议性能。