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基于簇的无线传感器网络层次路由协议研究的综述报告
无线传感器网络（WirelessSensorNetwork，WSN）是由大量、无线连接的、具有感知、计算、通信等功能的节点构成的网络。WSN在监测、控制、数据采集、环境感知等领域得到了广泛的应用，例如农业、环境监测、人类健康监测等方面。为实现WSN的长期稳定运行和提高网络资源利用率，无线传感器网络层次路由协议备受关注，是WSN监测系统中不可或缺的一环。
WSN中的节点数量众多，且节点的能量具有限制，因此需要高效的路由协议以最大限度地利用网络资源和延长节点寿命。传感器节点可以根据任务的不同分为不同的簇，簇头节点负责管理本簇中所有节点的通信和数据交换，同时与其他簇头节点进行通信，形成分层无线传感器网络。基于簇的协议在WSN中广泛应用，可以将大量的节点分为多个不同的组，提高网络的可伸缩性和适应性，降低通信延时和能量消耗。
基于簇的无线传感器网络层次路由协议是WSN中常用的路由技术之一，它主要以分簇为基础，把网络中的传感器节点分为许多个小的簇，每个簇的主节点负责组织簇内节点的数据收集与传输、簇与簇之间的信息交互。主要应用于网络中的数据汇聚和节点能耗管理。下面将介绍一些近几年来基于簇的无线传感器网络层次路由协议的研究进展。
一、LEACH协议
低能耗自适应分簇协议（Lowenergyadaptiveclusteringhierarchy，LEACH）是目前早期基于簇的路由协议之一，它是在2000年由美国加州大学柏克莱分校的WendiRabinerHeinzelman、AnanthaChandrakasan和HariBalakrishnan提出来的。LEACH采用了动态选择簇头节点的方法，以达到均衡各节点的能量寿命和网络可扩展性的需求。它将网络中的节点按照一定规则分为多个不同的簇，每个簇内有一个簇头节点负责数据的聚合和转发。簇头节点的选择是基于随机数发生器产生的随机节点选择概率，每个节点根据自己的能量与概率大小比较来决定自己是否作为簇头节点。
二、SEP协议
SEP（StableElectionProtocol）是一种能在WSN中延长网络寿命的协议，它是基于LEACH协议提出的改进版本。SEP通过动态选择簇头节点的方式，达到延长网络寿命的目的。在初选过程中，每个节点计算自己在一定时间内的剩余能量与总能耗之比，同时还需要考虑到其他节点中当前选择为簇头节点的节点数量。在后选阶段，只有较为稳定的节点才能够参与竞选簇头节点职位。
三、TEEN协议
Transient-Event-DrivenWirelessSensorNetworkProtocol（TEEN）是一种基于事件驱动的传感器网络协议，可以用于类似熟人监测领域。TEEN协议是一种组织传感器网络以便持续监测暂时性事件的协议。基于分簇的技术可以控制网络中的各个节点状态，即在发生事件之前保持休眠状态，在事件发生后选择距离事件最近的节点进行数据采集，从而实现据传输与能量消耗的最小化。
四、PEGASIS协议
能量有效的聚合感知信息系统（PowerEfficientGatheringinSensorInformationSystems，PEGASIS）是一种实用的WSN层次路由协议，采用了链式转送的方式在网络各节点之间传输信息，达到优化网络能耗的目的。
总之，WSN中的基于簇的无线传感器网络层次路由协议是一种有效的路由技术，可以将大量的传感器节点分散为多个不同的组，以提高网络的适应性、可伸缩性和能量效率，减少网络通信延时和能量消耗。上文简单介绍了几种基于簇的无线传感器网络层次路由协议，这些协议不仅可以满足WSN的实时性、低功耗、高可用性等需求，而且可以在环境监测、航空航天、海洋调查等领域发挥巨大作用。