基于tinyos的无线传感器网络路由协议的研究与实现

感器网络中各个节点的功能一样，都是即可以采集数据又可以控制路由选择，那么这种路由是不分层的，又叫平面路由；如果节点收集到数据后要发往一个专门的控制节点进行选路，那个专门的节点又称为簇头，这种路由机制属于分层的路由，又叫做层次路由。

§2.3路由协议接入方式

前面说过无线传感器网络不同于一般的Ad Hoc网络，它在资源、传输方式以及应用对象方面有自己的特点。无线传感器网络的路由协议与传感器网络的特点对应，是与应用紧密相连的。前面提到的几个应用分别应用的场合也不尽相同，每种协议都有自己独特的优势和缺点。这就要求对于不同的应用能够进行自由的切换路由，路由能够进行方便的更替。现在一些应用于无线传感器网络的系统中有一些对路由层做了封装，以配置文件的形式可以动态的链入，比如：加州大学伯克利分校研究的tinyos系统把路由层以组件的形式实现，提供给上层接口进行调用。组建可以自由的更换，只要提供的接口一致，给上层应用的开发提供了极大的方便，路由层的加入也很方便。Jennic公司研制的bos系统类似于tinyos，相当于tinyos简化版，传感器网络中各部分也是以API接口的形式提供给应用层调用。这些系统的共同之处是为方便应用，把下层包括路由层封装起来，以API接口的形式提供功能调用。下面以tinyos中路由层的调用方式[3]来说明无线传感器网络中路由层的自由变更方式。

如图2-3所示，AM模块用于连接发送模块，和下面的mac层、物理层通信，调用下层功能完成信息的收发功能。路由模块MultiHopRouter利用AM层的收发接口完成路由选择、路径优化等功能，提供给上层收发接口和Intercept接口，其中Intercept接口用于那些收到的不是发给本地节点的信息。其中AM模块（Active Message）用专门的组件封装好，提供基本的数据的发送和接收功能。路由层架设在AM层之上，提供路由功能，在路由层之上是传输层，由于并没有在系统中实现，所以用虚线表示。路由层之上实际上是应用层，实现的路由都提供这些接口，上层应用在使用时直接调用这些接口，根本不关心具体的实现。这样封装有利于路由层的灵活替换，只要提供相同的接口，就可以很方便的连入应用程序。

传感器网络可能需要在相同的监测区域内完成不同的任务，如果为每种任务部署专门的传感器网络将增加传感器网络的成本。因此，为了完成任务，传感器网络需要根据应用环境和网络条件自主选择适用的路由协议，并在各个路由协议之间自主切换。灵活的路由自主切换为应用提供了方便，节省了成本，但是为路由协议的开发增加了约束条件，加大了开发难度，提出新的挑战。