[网络协议]WSN 路由协议

路由协议：数组分组从源节点通过到目的节点。

主要包括两个方面：寻找优化路径；正确转发数据分组。

与传统网络协议相比，WSN路由协议的特点：

1）能量优先。传感器节点能量有限。

2）基于局部拓扑信息。节点计算和存储资源有限，因此不能存储和计算大量路由信息。

3）以数据为中心。传统路由协议以地址作为标识和路由的依据，而WSN更关心所需监测的数据，而非哪个节点监测到数据。

4）应用相关。WSN的应用环境多样，设计者需要针对应用环境去设计合适的路由机制。

设计路由机制需满足的要求：

1）能量高效。

2）可扩展性。网络拓扑结构动态变化，如节点失效，新节点加入，节点移动等。

3）鲁棒性。一定的容错能力。

4）快速收敛性。快速适应网络拓扑结构动态变化，减少通信开销。

从应用角度对传感器节点分类：
能量感知路由协议；

? ? ?从能量角度考虑，强调高效利用能量的重要性，讨论最优能量消耗路径以及最长网络生存期等问题。

基于查询的路由协议；

? ? ? ??汇聚节点发出查询命令，传感器节点不断上传采集到的数据。在传输路径上通常会采用数据融合来减少通信流量以减少能量。

地理位置路由协议；

? ? ? ? 在这类路由中往往需要知道目的节点大致位置。因为已知目的节点大致位置，在完成路由功能的同时，还可以减少维护路由协议的能耗。

可靠的路由协议；

? ? ? ? 针对于一些对网络质量（可靠性，实时性）有较高要求的网络设计。

能量感知路由协议：

1）能量路由（理想情况下的策略，需要知道全局信息）

选择依据：节点可用能量（剩余能量，power available,PA ），传输路径能量需求（通信消耗）

主要的路由策略：

最大PA路由：从数据源到汇聚节点的所有路径中所选节点PA之和最大的路径。

最小能量消耗路由：所有路径中消耗能量之和最小的路径。

最少跳数路由

最大最小PA路由：以每条路径上的节点的最小PA代表各条路径，在这些最小PA中挑选最大的。

?2）能量多路径路由

频繁使用一条路径容易造成该路径上的节点能耗过快而失效。

能量多路径路由在源节点和目的节点之间建立多条路径，并根据路径上的能量消耗和节点剩余能量，对每条路径赋予一定的选择概率，均衡整个网络的能量消耗，延长网络生存期。

能量多路径路由协议主要分为三个阶段：路径建立，数据传播和路由维护。

主要过程：

1）目的节点广播路径建立信息，该信息包含一个代价域，表示发出该消息的节点到目的节点的路径上能量信息，初始值为零。

2）