時(shí)常會(huì)聽到網(wǎng)友有這樣一個(gè)疑問，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)協(xié)議設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)到底是什么？小編覺得比較確切的答案應(yīng)該是延長網(wǎng)絡(luò)壽命。近年來隨著傳感器和無線通信技術(shù)的進(jìn)步，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WSN)技術(shù)發(fā)展迅猛，進(jìn)展很快，使我們可以把大量低成本的傳感器分布在廣闊的區(qū)域來監(jiān)測我們所感興趣的環(huán)境。傳感器通過無線網(wǎng)絡(luò)連接起來形成無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WSN)，WSN有一些自身的限制，如：有限的能量供應(yīng)，有限的計(jì)算能力和有限的連接傳感器的無線鏈路的帶寬，而且WSN的應(yīng)用領(lǐng)域也給路由協(xié)議帶來了一些限制，比如說，WSN可能隨意地分布在惡劣的或不可到達(dá)的環(huán)境中，人為維護(hù)十分困難。
網(wǎng)線傳感器網(wǎng)絡(luò)對(duì)于行業(yè)新手來說，多少有些神秘色彩。那么，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是怎樣的呢？首先先要簡要的介紹一下無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成，它由大量傳感器節(jié)點(diǎn)和一個(gè)基站(BS)構(gòu)成，基站是節(jié)點(diǎn)與其它網(wǎng)絡(luò)通信的出入口，傳感器節(jié)點(diǎn)監(jiān)測環(huán)境并將收集的數(shù)據(jù)傳給基站。然而，它能量有限，直接將數(shù)據(jù)傳給基站會(huì)消耗很多能量(圖1)。采用多跳的路由方法也不理想，因?yàn)樽罱咏镜墓?jié)點(diǎn)會(huì)因路由大量收到的數(shù)據(jù)而很快死亡，從而導(dǎo)致后來到達(dá)的數(shù)據(jù)不能傳給基站。其它的路由方法中，PEGASIS中的節(jié)點(diǎn)只與鄰居節(jié)點(diǎn)通信，節(jié)點(diǎn)輪流發(fā)送融合后的數(shù)據(jù)給BS，基于蟻群算法的路由在盡量選擇最短路徑的同時(shí)考慮每個(gè)節(jié)點(diǎn)的能量消耗，以選出更合適的路徑。而在本文中，將重點(diǎn)介紹更具有能量有效性的分簇路由算法，它將無線傳感器網(wǎng)絡(luò)分成若干簇，每個(gè)簇選舉出一個(gè)簇頭，簇頭作為本地基站將簇內(nèi)節(jié)點(diǎn)傳給它的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)融合后再傳給基站(圖2)，因而大大降低了節(jié)點(diǎn)消耗的能量，延長了網(wǎng)絡(luò)壽命。
那么到底什么是分簇路由算法？說到分簇路由算法就要先說直接路由算法，直接路由算法中節(jié)點(diǎn)直接將數(shù)據(jù)傳送給基站，這樣遠(yuǎn)離基站的節(jié)點(diǎn)會(huì)消耗很多的能量而很快死亡，而MTE是它的一個(gè)改進(jìn)，它采用多跳的方法傳送數(shù)據(jù)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)運(yùn)行建立路由以確定下一跳鄰居節(jié)點(diǎn)，這個(gè)鄰居節(jié)點(diǎn)是朝BS方向上離它最近的節(jié)點(diǎn)(假設(shè)每個(gè)節(jié)點(diǎn)都知道網(wǎng)絡(luò)中其它節(jié)點(diǎn)的位置)，數(shù)據(jù)包通過下一跳鄰居節(jié)點(diǎn)傳送直到到達(dá)BS。在MTE這種路由算法中最接近基站的節(jié)點(diǎn)會(huì)因路由大量傳來的數(shù)據(jù)而很快死亡，而直接通信中是離基站最遠(yuǎn)的節(jié)點(diǎn)最快死亡。
