无线传感器网络PEGASIS协议的研究

李舒颜，李腊元

(武汉理工大学计算机科学与技术学院，湖北 武汉 430063)

无线传感器网络被认为是在一定空间范围内密集分布的由大量体积小、廉价、电池供电的通信器件构成的自组织系统[1－2]。通常传感器节点的电能非常有限，且电池是不可更换的，因此，传感器网络存在严重的能量约束问题。而传感器网络路由协议的首要设计目标就是要高效地利用传感器节点的能量，延长网络的生存时间。传感器节点中消耗能量的模块有传感器模块、处理器模块和无线通信模块等，其中无线通信消耗了大部分的能量[3]。研究表明，传感器节点使用无线方式传输1 bit到100 m远所消耗的能量可供处理器模块执行3 000条指令[4]。由此可见，路由协议是影响传感器网络能耗的一个非常重要的因素。此外，传感器节点采集的原始数据的数据量非常大，相邻节点的信息具有很大的冗余性，因此，应当尽可能在本地进行计算和数据融合，获得有效信息，以减少信息的发送量。

1 研究现状

按节点参与通信的方式，可以将无线传感器网络路由协议分为平面路由协议和分簇(clustering)路由协议[5]。平面路由协议的代表有 DD(directed diffusion)和 SPIN(sensor protocols for information via negotiation)等协议。由于无线传感器网络中节点数量庞大，平面路由协议会导致网络开销较大，不利于网络扩展。分簇路由协议的代表有LEACH(low－energy adaptive clustering hierarchy)和PEGASIS(power－efficient gathering in sensor information system)等协议，这种路由协议的特点是将传感节点分成不同的簇，簇内成员节点将收集的数据信息都交给簇首(cluster head)，簇首通过数据融合减少传输信息量，最后把处理后的数据传送给汇聚节点Sink(也有文献称为基站BS)。……