无线传感网络（WSN）设计经典参考实例

，BGR 则是在地理路由中增加方向偏离范围，以此来扩大转发路径的可选范围。

　　数据聚（融）合的必要性和重要性前文已述。协议包括CONCERT 和PREI。前者采用适应性聚合，后者将网络划分为大小相同的网络，对来自同一网格的数据进行聚合。

　　可靠性方面，数据重传协议包括网关向节点、节点向网关和双向可靠保证3 类；冗余发送则包括拷贝发送（AFS、Rein form、MMSPEED、GRAB）和编码冗余。

　　PSFQ、GARUDA 是网关向节点的。前者用缓发快取进行控制，后者则建立层次结构，进行阶段性丢包恢复。RMST、RBC 是节点向网关的。前者是基于单路由协议设计的，除了原有的由数据源到网关的方向之外，增加了后向路径，用于反馈丢包。BRTM 是双向可靠保证的。

　　此外还有5 种随机投递传输协议并分别对它们建模分析，在仿真对比的基础上做出了相关结论。这些协议包括：

　　1）逐跳可靠传输协议HHR、带应答的逐跳可靠传输协议

　　HHRA 后者是前者的一个变体。HHR 是最简单的该类协议。协议中，某转发节点将同一数据包向其下一跳转发节点进行多次发送。只要下一跳节点收到重发数据包一份副本，它就会继续发送。HHRA 则要求转发节点等待来自接收者的应答包。若收到应答包，则终止本跳后续副本的转发。

　　2）逐跳广播传输协议HHB、带应答的逐跳广播传输协议

　　HHBA 后者是前者的一个变体。HHB 中，转发节点向其多个下一跳邻节点多次发送同一数据包。若任何一个邻节点成功接收到至少一个数据包，它就继续以一定概率转发此包。HHBA 则引入应答机制来增加传输可靠性，并减少传输时能量的消耗。

　　3）Rein form协议

　　该协议在多条随机路径上同时发送一个数据包的多个副本，以此来产生数据冗余，提高传输可靠性

　　4）基于分簇的协同传输协议。分析了传输效能和网络吞吐量的改善。协议分为四步：1）分簇，即确定簇头并在各簇内确定协同传输的节点；2）簇内信息传输；3）簇内协同节点向汇聚节点发送数据；4）汇聚节点接收和检测信号。该协议的主要问题是协同节点间的同步。研究者相信，这种技术可用于无线自组织网、无线局域网及无线传感器网等多种场合

　　5）实时传输协议。主要研究了SPEED 协议，并在TinyOS1.1.11 和Crossbow 公司的Micaz 节点搭建的平台上进行了实验。

　　总结：

　　WSN的传输控制协议在以下几个方面还有待进一步深入研究：

　　1） 设计跨层协作的传输控制协议。在WSN 中传输控制任务不能仅仅依靠传输层来完成， 传感器节点协议栈中的各个层次应在传输层控制机制的协调下进行充分的交互与协作，共同支持和保证数据的可靠传输。

　　2） 提高传输控制协议的综合控制能力。在WSN 应用过程中，网络中拥塞和丢包的现象可能会同时发生并互相影响，网关和节点之间也会频繁的进行数据交互。目前的控制协议大多只对单个数据流方向上的一种问题（拥塞或丢包）进行处理，新的传输控制协议应提供全面的综合控制机制。

　　3） 基于多优先级的控制策略。网络中出现不同的数据流对可靠性的要求可能会不同，需要在协议设计时考虑对优先级问题的处理。

　　4） 传输控制协议需要提供公平性保证。在确保传输效率的同时，网络中的多个数据流应按照事先定义的公平性原则分享无线信道进行数据传输。

　　5） 支持WSN 中以数据为中心的设计方案。WSN 以数据为中心的特点带来了一些新的设计方案，如无独立地址的节点设计、数据的在网处理和分簇网络结构等，新的传输控制协议需要提供对这些方案的支持。

　　6） 提供对节点移动性的支持。目前，WSN 传输控制协议基本都假定传感器节点和网络是静态的。但在战场、物流等应用中，节点的移动会给网络传输带来更多不可靠因素，加重丢包现象的发生，需要设计更高处理效率和更快处理速度的控制协议。

　　二、基于无线传感网络的太阳能LED路灯状态传感器节点的设计

　　随着太阳能LED路灯在城市照明系统中的广泛应用，如何节约能源、提高路灯能源的利用率己成为急需解决的问题。太阳能LED路灯涉及到光伏电池、LED灯头、蓄电池和路灯控制系统，能否最大效率地利用太阳能和延长LED灯头的使用寿命，是目前迫切需要解决的问题。ZigBee技术以其功耗低、通信可靠、网络容量大等特点为路灯自动控制领域提供了较合适的解决方案［1-3］。

本文研究了ZigBee技术及JN5139混合信号微控制器，从无线传感器网络的基本单位出发，采用照度传感器、温度传感器、直流电压传感器和电流传感器分别采集光伏电池电流电压、蓄电池电流电压、LED灯头温度和照度等数据，设计了基于JN5139模块的具有