数学技术用
长链式路由协议中关键技术的研究
张国伟1郑来波1泰升平23英宁1
(1.山东大学山东济南250100;2.山东财经大学山东济南250014;
3.济南鲁瑞智能技术有限公司山东济南250100)
通信技术
摘要：路由协议是无线传感器网络中的核心技术之一，已经成为专家和学者的重要研究课题。路由协议的种类繁多，但是大多数的路由协议都不能在实际应用中展现出优良的性能。要于无线传感器网络技术在生产和生活中的广泛应用,本文提出一种长链式的路由协议，旨在解决当无线传感器网络的网络拓扑结构为长链式的情况。本文重点介绍了长链式路由协议中几个关键的技术以及各种异常情况的处理方法。
关键词：路由协议无线传感网络长键式网络拓扑结构
中图分类号：TN925
文献标识码：A
文章编号：1007-9416(2014)05-0037-02
路由协议是负责路由选择和数据转发的，其中路由选择是在网络中选择一条合适的数据传输的线路，该传输线路是符合某一条件的最优路径，数据转发是在路由选择完成后由传感器节点将数据分组按照选择好的路径发送出去。在传统的无线网络中，优异的服务质量和带宽的高效利用是路由协议追求的目标，但是这是基于传统的无线网络中的Hoc通常是有源供电的，不需要考虑能量耗尽的间题。但是在WSN中，传感器节点的电源模块一般都是体积较小的锂电池，能量是极其有限的，怎么样在有限的能量供应下最大程度地延长系统的工作时间是路由协议中需要重点考虑的间题。相较于传统的无线网络，路由协议在WSN中具备下面六个特点，
能量优先、基于局部的拓扑信息，以数据为中心、自组织特性、数据聚合特性、应用相关
WSN中的路由协议会依据网络的拓扑结构的不同而不同，而网络的拓扑结构会根据实际系统中的应用面改变。本文的长链式路由协议的应用十分广泛，如在电力系统的高压开关柜进行温度监测时，可以根据街道上高压开关柜的分布情况划分成多个链式的监控支路。沿铁道线或者公路线进行环境的监控也可以利用此链路结构。本
文重点探讨在长链式路由协议的实现过程中的几个关键间题。 1长链式路由协议简介
1.1长链式网络结构
本文的长链式路由协议是根据图1所示的网络结构提出的。在图示的网络中共有三种无线设备：汇聚终端、通信节点和采
集节点。汇聚终端负责对整条链路进行控制，并且通过审口与上位机进行通信，通信节点控制采集节点进行数据的采集。通信节点会
工费热地
图1网络结构
表1链路建立过程请求顿格式
SynBranSty
So
Dest
N
ReqInte
把采集节点采集的数据逐跳地发送给汇聚终端。
1.2长链式路由协议工作原理概述
网络的工作分成四个过程：数据采集过程、链路建立过程、数据汇集过程和数据上传过程。
(1)数据采集过程。由采集节点启动。采集节点醒来后，采集数据，并发给同编号的通信节点，然后接收通信节点的确认信号和控制命令(主要是下次数据采集的时间间隔即睡眠时间)。
(2)链路建立过程。由汇聚终端启动。在设定的数据汇集时闻到来的时候，汇聚终端发送链路建立命令给最小编号的相邻节点，并依次传递，直到编号最大的节点。不能通信的节点被越过，一个可以正常通信的时路被建立起来，每个节点都会记录已经建立链略的前后相邻节点编号，从而形成本次建立的链路的记录。后续的数据汇集过程将沿着本次建立的链路反向传回汇聚终端。
如果汇聚终端有一条以上采集链路，则轮流在采集支路上发送链路建立命令。
(3)数据汇集过程。当链路建立命令传送到采集支路的最后一个节点后，此节点启动数据汇集过程，沿着本次建立的链路逆序传向汇聚终端的方向。每个通信节点在收到汇聚过程的数据包后，都会把自已采集的数据附在数据包的尾部，再接力传向汇聚终端方向。
(4)数据上传过程。由汇聚终端启动，通过审口把采集的所有数据一次传输给上位机。此过程不涉及本文的协议核心部分。具体执行过程不再讨论。
2长链式路由协议实现中的关键问题
2.1数据采集过程的时间同步问题
采集节点初始化后首先按照5分钟一次主动发送数据给相同编号的通信节点，并要求通信节点给予确认并下达控制命令.子网初始化后，通信节点会把采集间隔等参数在下一个采集过程的通信中发送给采集节点，
采集节点发送数据给通信节点时，如果连续5次通信不成功，则放弃本次数据采集过程进入休眠状态，等待下一次数据采集过程的时间到来，若连续6个采集过程无法与通信节点取得联系，则主动把数据采集时间间隔设为120分钟。这样做，一方面可以保证采集节点先开机或通信节点暂时故障或者信道短期出现强干扰的情况下，采集节点可以减少醒来的次数以节省电量，另一方面，在上述问题得到解决后仍可以在最长两个小时的时闻后自动回复到正常工作状态。
通信节点在收到汇聚终端传来的链路建立命令后，记录收到命令的时刻TCommand和命令中的数据采集时间间隔Interval。若在
基金项目：山东省中青年科学家项目科研奖励基全(BS2010DX024),济南市驻济高校院所创业计划(201213004)。作者简介：张国伟(1990年3月),男，硕士研究生，山东大学信息学院，研究方向为短距无线通信技术。
郑来波(1967年9月),副教校，山东大学信息学院,研究方向为无线通信关键技术。
秦升平(1973年8月),男，副教投，山东财经大学管理科学与工程学院,研究方向为通信系统设计。万方数据