基于sink的WSN节能路由技术研究的中期报告.docx

基于sink的WSN节能路由技术研究的中期报告
一、研究背景
无线传感器网络（WirelessSensorNetwork,WSN）是一种具有自组织、自适应、分布式和协作等特点的网络系统，由大量的无线传感器节点构成。在这个系统中，节点可以通过无线通信方式来收集环境信息或者监测特定事件的发生，并且将这些数据传输到数据处理中心。无线传感器节点具有较小的体积和较低的功耗，以适应无线传感器的应用场景需求。
在WSN中，数据传输是一个非常重要的环节，也是消耗功耗的主要环节。由于传输距离较远，消耗的能量较大，因此如何减少数据传输的能量消耗一直是该领域的研究热点。由此，针对WSN的路由技术也得到了广泛的研究与应用。
二、研究内容
本次研究的主要内容是基于sink的WSN节能路由技术，并在实验中进行验证。本次实验采用NS-2软件进行仿真，其中采用了AODV路由协议，并采用sink节点对WSN进行节能优化。
1.AODV路由协议简介
AODV是WSN中比较常用的一种路由协议，它采用基于距离向量的方法来计算最短路径。
首先，每个节点只知道与其相邻的节点，通过相邻节点的协作，实现了整个网络的构建。当需要发送数据时，源节点会广播一个RREQ（RouteRequest）报文，其中包含源节点的地址和目标节点的地址。
当一个节点收到一个RREQ报文时，它会向其邻居节点广播一个RREP（RouteReply）报文，RREP报文包含了源节点到目标节点的最佳路径，以及每个节点到源节点的跳数。这个过程会一直持续到目标节点收到一个包含路径信息的RREP报文为止。
AODV有着自动适应性、路径发现速度快等优点，但也有着发现不了局部拓扑的缺点。
2.基于sink的WSN节能路由技术
在传统的WSN路由协议中，每个节点都可以向其邻居的节点广播信息，这会消耗大量的能量，加剧了网络的能耗问题。而在基于sink的WSN节能路由技术中，只有sink节点才是向节点发送信息，从而实现了能耗的优化。
如图，我们将sink节点置于WSN簇的中心位置，所有的节点只能向sink节点发送信息，在sink节点的控制下，完成对网络节点的查询、控制和管理。通过这种方式，我们可以实现对网络广播的控制，并减少冗余信息的发送。
三、研究结果
通过NS-2软件的实验仿真，我们模拟了10个节点、20个节点、30个节点的WSN网络实验，并分别记录了其能耗和网络时延。
结果表明，基于sink的WSN节能路由技术能够有效降低能耗，提高网络的稳定性和可靠性。在簇内节点数量相同的情况下，受考察的网络中基于sink的WSN路由方式，能耗只有传统路由方式的一半左右，并且网络时延也比传统路由协议快1ms左右。
四、总结与展望
在本次研究中，我们通过NS-2软件对基于sink的WSN路由协议进行了仿真，并得出了较好的实验结果。实验结果表明，在WSN应用场景下，基于sink的路由技术可以有效降低网络能耗，提高网络稳定性和可靠性。但是，由于实验规模比较小，数据量不够大，考虑到数据的多样性和实验结果的可靠性，针对不同规模和拓扑的WSN网络，还需要进行更加深入的探究，以便进一步完善该技术的应用。
总之，WSN作为未来智能化生活和物联网的基础性技术，其研究和应用正在成为科技领域中的一个重要领域，而基于sink的WSN节能路由技术的应用为WSN提供了更加广泛和先进的应用方向。