分级有序路由无线传感器网络的研究与测试

　　网络的分级是通过节点16位地址的低4位管理的，初始状念sink节点地址低4位为0000B，所有传感器节点地址低4位为1111B，在网络路由建立后，sink节点地址低4位为0000B，0级区域节点地址低4位为0001B，其它区域节点地址低4位依次增1。

　　图3中，节点上电后，首先由sink节点通过控制频道广播路南请求，a、b节点收到广播，将本节点地址低4位(ada)与广播源地址低4位(ads)进行比较。如果ada≤ads，则抛弃广播数据帧；如果ada>ads，则检查此地址是否已记录在路由表中，若已在路由表中，直接发出应答，若不在路由表中，记录此地址并将ada设置为ads+1后，发出应答。a、b节点发出应答后，各自广播路由请求，d、e、f节点按照a、b节点对路由请求的处理方法，建立与它们上级节点a、b的链路。以此类推，可以建立起如图3所示的网络连接。在2级区域中，i节点与上级节点e、f同时建立链接，在数据通信中，只要根据路由表任选1个通信即可。

　　协议定义

　　为了实现网络控制和数据传输，网络中定义了数据协议和控制协议，其中数据协议依据不同数据类型具体定义。网络控制协议格式的定义如表2所示。

　　其中，数据长度为标识数据区的字节数。协议+类型为各种协议+类型的定义，如表3所示。目的地址为数据要到达的最终地址，其中OFFFFH定义为广播地址。数据中继地址为当前发出数据的节点地址，它可能是源数据节点或中继节点的地址。源地址为数据源节点的地址。数据为不同协议类型对应的数据，协议类型不同，对应的数据区内容也不同，具体内容如表3所示。

　　在这种策略中，路由表只需记录每个节点上级节点的地址，路由表的数据结构定义如下：

　　网络测试

　　测试网络使用上文介绍的方法设计，50个无线传感器节点随机分布，长时间监测网络，改变各个节点发送监测数据的时间间隔tn，在监控中心的上位机中得到接收到的有效数据包的统计值。测试结果如图4所示，可见，网络在tn=5s以上时，网络可长时间稳定工作。

　　结语

　　本文在理论上详细讨论了分级路由无线传输网络实现的关键技术，提出了双信道跳频链路控制和分级有序分配路由策略。应用上开发了测试网络。网络测试说明分级路由无线传输网络设计具有可行性、稳定性、高效性。